IO模式:Reactor與Proactor

1. Reactor

Reactor(反應(yīng)器)的設(shè)計(jì)是一種事件驅(qū)動(dòng)思想阳啥,比如Java NIO中财喳,socket過來時(shí)有四種事件:

  • connectable
  • acceptable
  • readable
  • writable
    我們?yōu)槊恳环N事件都編寫一個(gè)處理器,然后設(shè)置每個(gè)socket要監(jiān)聽哪種情況扎瓶,隨后就可以調(diào)用對(duì)應(yīng)的處理器。
    image

    圖中的input就可以當(dāng)作socket概荷,中間的Service Hanlder&event dispatch的作用就是監(jiān)聽每一個(gè)socket(需要實(shí)現(xiàn)把socket注冊(cè)進(jìn)來碌燕,并指定要監(jiān)聽哪種情況),然后給socket派發(fā)不同的事件修壕。

實(shí)際使用時(shí)的三種工作模型

單線程模型

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  • Reactor:監(jiān)聽client,并且dispatch事件處理器
  • acceptor:與client進(jìn)行連接
  • handlers:業(yè)務(wù)邏輯改鲫,比如收到消息->計(jì)算結(jié)果->返回消息

多線程模型

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在業(yè)務(wù)邏輯部分使用線程池林束,可以提高效率,但增加了代碼復(fù)雜性(線程之間的數(shù)據(jù)共享)壶冒。

多Reactor多線程模型

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這種模型下將Reactor分為一個(gè)主Reactor,一個(gè)子Reactor烟零,主Reactor負(fù)責(zé)進(jìn)行監(jiān)聽瘪松,子Reactor負(fù)責(zé)dispatch事件锨阿。

2. Proactor

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ProactorReactor較為類似。
以讀取數(shù)據(jù)為例:

Reactor模式

  1. 應(yīng)用程序注冊(cè)讀就緒事件和相關(guān)聯(lián)的事件處理器

  2. 事件分離器等待事件的發(fā)生

  3. 當(dāng)發(fā)生讀就緒事件的時(shí)候壳嚎,事件分離器調(diào)用第一步注冊(cè)的事件處理器

  4. 事件處理器首先執(zhí)行實(shí)際的讀取操作末早,然后根據(jù)讀取到的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的處理

Proactor模式

  1. 應(yīng)用程序調(diào)用一個(gè)異步讀取操作,然后注冊(cè)相應(yīng)的事件處理器然磷,此時(shí)事件處理器不關(guān)注讀取就緒事件,而是關(guān)注讀取完成事件姿搜,這是區(qū)別于Reactor的關(guān)鍵。

  2. 事件分離器等待讀取操作完成事件

  3. 在事件分離器等待讀取操作完成的時(shí)候痪欲,操作系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)核線程完成讀取操作(異步IO都是操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)讀寫到應(yīng)用傳遞進(jìn)來的緩沖區(qū)供應(yīng)用程序操作,操作系統(tǒng)扮演了重要角色),并將讀取的內(nèi)容放入用戶傳遞過來的緩存區(qū)中礁扮。這也是區(qū)別于Reactor的一點(diǎn),Proactor中太伊,應(yīng)用程序需要傳遞緩存區(qū)。

  4. 事件分離器捕獲到讀取完成事件后僚焦,激活應(yīng)用程序注冊(cè)的事件處理器,事件處理器直接從緩存區(qū)讀取數(shù)據(jù)立肘,而不需要進(jìn)行實(shí)際的讀取操作名扛。

區(qū)別

Reactor中谅年,監(jiān)聽是否有可讀或可寫事件肮韧,然后讀/寫操作是由程序進(jìn)行的旺订。而Proactor中超燃,直接監(jiān)聽讀/寫操作是否完成区拳,也就是說讀/寫操作是否OS來完成意乓,并將讀寫數(shù)據(jù)放入一個(gè)緩沖區(qū)提供給程序。

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