Reactor模式和Proactor模式

随着IO多路复用技术的出现,出现了很多事件处理模式。同步I/O模型通常由Reactor模式实现,而异步I/O模型则由Proactor模式实现。

  • Reactor模式:

image

Reator类图如上所示,Reactor模式又叫反应器或反应堆,即实现注册描述符(Handle)及事件的处理器(EventHandler),当有事件发生的时候,事件多路分发器(Event Demultiplexer)做出反应,调用事件具体的处理函数(ConcreteEventHandler::handle_event())。

Reator模式的典型启动过程如下:

  1. 创建Reactor
  2. 注册事件处理器(Reactor::register_handler())
  3. 调用事件多路分发器进入无限事件循环(Reacor:handle_events)
  4. 当操作系统通知某描述符状态就绪时,事件多路分发器找出并调用此描述符注册的事件处理器。

Reactor模式已经被广泛使用,著名的开源事件库libevent、libev、libuv都是使用Reactor模式。

Reactor模式的优点:

  • 实现相对简单,对于耗时短的处理场景处理高效;
  • 操作系统可以在多个事件源上等待,并且避免了多线程编程相关的性能开销和编程复杂性;
  • 事件的串行化对应用是透明的,可以顺序的同步执行而不需要加锁;
  • 事务分离:将与应用无关的多路分解和分配机制和与应用相关的回调函数分离开来。

Reactor模式的缺点:

Reactor处理耗时长的操作(如文件I/O)会造成事件分发的阻塞,影响到后续事件的处理。

因此涉及到文件I/O相关的操作,需要使用异步I/O,即使用Proactor模式效果更佳。

  • Proactor模式

image

Proactor模式的类图如上图所示,Proactor模式又叫前摄器或主动器模式。它用于实现异步I/O模型,运行流程如下:

1. Initiator主动调用Asynchronous Operation Processor发起异步I/O操作,

2. 记录异步操作的参数和函数地址放入完成事件队列(Completion Event Queue)中

3. Proactor循环检测异步事件是否完成。如果完成则从完成事件队列中取出回调函数完成回调。

Boost库中的asio就使用了Proactor模式,其底层的异步I/O由操作系统提供,而异步事件的分发还是由epoll/kequeue/select等实现。

两者区别

综上我们可以发现Reactor模式和Proactor模式的主要区别:

1. Reactor实现同步I/O多路分发,Proactor实现异步I/O分发。

如果只是处理网络I/O单线程的Reactor尚可处理,但如果涉及到文件I/O,单线程的Reactor可能被文件I/O阻塞而导致其他事件无法被分发。所以涉及到文件I/O最好还是使用Proactor模式,或者用多线程模拟实现异步I/O的方式。

2. Reactor模式注册的是文件描述符的就绪事件,而Proactor模式注册的是完成事件。

即Reactor模式有事件发生的时候要判断是读事件还是写事件,然后用再调用系统调用(read/write等)将数据从内核中拷贝到用户数据区继续其他业务处理。

而Proactor模式一般使用的是操作系统的异步I/O接口,发起异步调用(用户提供数据缓冲区)之后操作系统将在内核态完成I/O并拷贝数据到用户提供的缓冲区中,完成事件到达之后,用户只需要实现自己后续的业务处理即可。

3. 主动和被动

Reactor模式是一种被动的处理,即有事件发生时被动处理。而Proator模式则是主动发起异步调用,然后循环检测完成事件。

最后我们知道linux系统提供的异步I/O,只支持O_DIRECT,不能带缓存。因此出现了开源库libeio,它和Linux的异步I/O一样也是用多线程模拟,但是更高效。下图是libeio的异步I/O实现,是不是很像Proactor模式啊。

image

https://www.cnblogs.com/bitkevin/p/5724410.html

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 199,393评论 5 467
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 83,790评论 2 376
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 146,391评论 0 330
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,703评论 1 270
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,613评论 5 359
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,003评论 1 275
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,507评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,158评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,300评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,256评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,274评论 1 328
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,984评论 3 316
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,569评论 3 303
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,662评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,899评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,268评论 2 345
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,840评论 2 339

推荐阅读更多精彩内容