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Reactor设计模式

一、Reactor设计模式

1、什么是Reactor设计模式?

Reactor模式是高性能I/O设计中,常用的设计模式。其中心思想是将所有要处理的I/O事件注册到一个中心I/O多路复用器上,同时主线程阻塞在多路复用器上,一旦有I/O事件到来或是准备就绪,多路复用器将返回并将相应I/O事件分发到对应的处理器中。Reactor是一种事件驱动机制,和普通函数调用不同的是应用程序不是主动的调用某个API来完成处理,恰恰相反的是Reactor逆置了事件处理流程,应用程序需提供相应的接口并注册到Reactor上,如果有相应的事件发生,Reactor将主动调用应用程序注册的接口(回调函数)。

2、Reactor模式框架

Reactor模式由下面的几个组件组成:事件源、Reactor框架、多路复用机制和事件处理程序,Reactor模型UML,如下图:

在这里插入图片描述

  • 事件源:代表操作系统管理的资源(如:Linux文件描述符),例如:I/O事件,信号,定时器。
  • Reactor框架:事件管理者,提供事件注册、注销事件、事件循环以及当事件处于就绪状态,调用事件注册的回调等能力。对应到libevent中,就是event_base结构体。
  • 多路复用机制: 系统提供select、poll、epoll等I/O多路复用机制,libevent使用结构体eventop进行了封装,以统一的接口来支持这些I/O多路复用机制,达到了对外隐藏底层系统机制的目的。
  • 事件处理程序:负责事件的处理,对应到libevent中,就是event结构体。

3、Reactor模式的优点

响应快:不必为单个同步事件所阻塞,虽然Reactor本身依然是同步的(同步等待事件到来)
编程相对简单:可以最大程度的避免复杂的多线程及同步问题,并且避免了多线程/进程的切换开销
可扩展性:可以方便的通过增加Reactor实例个数来充分利用CPU资源
可复用性:reactor框架本身与具体事件处理逻辑无关,具有很高的复用性

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