兩種I/O多路復(fù)用模式：Reactor和Proactor

一般地,I/O多路復(fù)用機(jī)制都依賴于一個(gè)事件多路分離器(Event Demultiplexer)。分離器對(duì)象可將來(lái)自事件源的I/O事件分離出來(lái)，并分發(fā)到對(duì)應(yīng)的read/write事件處理器(Event Handler)。開發(fā)人員預(yù)先注冊(cè)需要處理的事件及其事件處理器（或回調(diào)函數(shù)）；事件分離器負(fù)責(zé)將請(qǐng)求事件傳遞給事件處理器。兩個(gè)與事件分離器有關(guān)的模式是Reactor和Proactor。Reactor模式采用同步IO，而Proactor采用異步IO。

在Reactor中，事件分離器負(fù)責(zé)等待文件描述符或socket為讀寫操作準(zhǔn)備就緒，然后將就緒事件傳遞給對(duì)應(yīng)的處理器，最后由處理器負(fù)責(zé)完成實(shí)際的讀寫工作。

而在Proactor模式中，處理器--或者兼任處理器的事件分離器，只負(fù)責(zé)發(fā)起異步讀寫操作。IO操作本身由操作系統(tǒng)來(lái)完成。傳遞給操作系統(tǒng)的參數(shù)需要包括用戶定義的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)地址和數(shù)據(jù)大小，操作系統(tǒng)才能從中得到寫出操作所需數(shù)據(jù)，或?qū)懭霃膕ocket讀到的數(shù)據(jù)。事件分離器捕獲IO操作完成事件，然后將事件傳遞給對(duì)應(yīng)處理器。比如，在windows上，處理器發(fā)起一個(gè)異步IO操作，再由事件分離器等待IOCompletion事件。典型的異步模式實(shí)現(xiàn)，都建立在操作系統(tǒng)支持異步API的基礎(chǔ)之上，我們將這種實(shí)現(xiàn)稱為“系統(tǒng)級(jí)”異步或“真”異步，因?yàn)閼?yīng)用程序完全依賴操作系統(tǒng)執(zhí)行真正的IO工作。

舉個(gè)例子，將有助于理解Reactor與Proactor二者的差異，以讀操作為例（類操作類似）。
在Reactor中實(shí)現(xiàn)讀：

- 注冊(cè)讀就緒事件和相應(yīng)的事件處理器
- 事件分離器等待事件
- 事件到來(lái)，激活分離器，分離器調(diào)用事件對(duì)應(yīng)的處理器。
- 事件處理器完成實(shí)際的讀操作，處理讀到的數(shù)據(jù)，注冊(cè)新的事件，然后返還控制權(quán)。
在Proactor中實(shí)現(xiàn)讀：

- 處理器發(fā)起異步讀操作（注意：操作系統(tǒng)必須支持異步IO）。在這種情況下，處理器無(wú)視IO就緒事件，它關(guān)注的是完成事件。
- 事件分離器等待操作完成事件
- 在分離器等待過程中，操作系統(tǒng)利用并行的內(nèi)核線程執(zhí)行實(shí)際的讀操作，并將結(jié)果數(shù)據(jù)存入用戶自定義緩沖區(qū)，最后通知事件分離器讀操作完成。
- 事件分離器呼喚處理器。
- 事件處理器處理用戶自定義緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)一個(gè)新的異步操作，并將控制權(quán)返回事件分離器。

可以看出，兩個(gè)模式的相同點(diǎn)，都是對(duì)某個(gè)IO事件的事件通知(即告訴某個(gè)模塊，這個(gè)IO操作可以進(jìn)行或已經(jīng)完成)。在結(jié)構(gòu)上，兩者也有相同點(diǎn)：demultiplexor負(fù)責(zé)提交IO操作(異步)、查詢?cè)O(shè)備是否可操作(同步)，然后當(dāng)條件滿足時(shí)，就回調(diào)handler；不同點(diǎn)在于，異步情況下(Proactor)，當(dāng)回調(diào)handler時(shí)，表示IO操作已經(jīng)完成；同步情況下(Reactor)，回調(diào)handler時(shí)，表示IO設(shè)備可以進(jìn)行某個(gè)操作(can read or can write)。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的两种高效的事件处理模式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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