Linux C/C++编程：两种高效的事件处理模式

今天药忘吃喽~ 2023-01-02 02:17 230阅读 0赞

服务器通常需要处理三种事件： IO事件、信号以及定时事件；对此我们有两种比较高效的事件处理模式： Reactor和Proactor

*  同步IO模型通常用于实现`Reactor`模式。当然也可以模拟出`Proactor`模式
 *  异步IO模型通常用于实现`Proactor`模式。

# Reactor模式 #

Reactor模式： 他要求**主线程(IO处理单元)只负责监听文件描述符上是否有事件发生**，有的话就立即将该事件通知工作线程(逻辑单元)。除此之外，主线程不做任何其他实质性的工作。读写事件、接受新的连接，以及处理客户请求均在工作线程中完成。

使用同步IO模式(以epoll\_wait为例)实现的Reactor模式的工作流程是：

*  主线程往epoll内核事件表中注册socket上的读就绪事件
 *  主线程调用`epoll_wait`等待`socket`上的读就绪事件
 *  当socket上有数据可读时，`epoll_wait`通知主线程。主线程则将socket可读事件放入请求队列
 *  睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒，它从socket上读取数据，并处理客户请求，然后往epoll内核事件中注册该socket上的写就绪事件。
 *  主线程调用`epoll_wait`等待`socket`可写
 *  当socket可写时，`epoll_wait`通知主线程。主线程将`socket`可写事件放入请求队列
 *  睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒，它往socket上写入服务器处理客户请求的结果  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

如上图：工作线程从请求队列中取出事件之后，根据事件的类型来决定如何处理它：

*  对于可读事件，执行读数据和处理请求的操作
 *  对于可写事件，执行写数据的操作

所以，没有必要区分“读工作线程”和“写工作线程”

# Proactor模式 #

Proactor模式将所有的IO操作都交给主线程和内核来处理，工作线程仅仅负责业务逻辑

使用异步IO模式(以aio\_read、aio\_write为例)实现的Reactor模式的工作流程是：

*  主线程调用`aio_read`函数向内核注册socket上的读完成事件，并告诉内核用户读缓冲区的位置，以及读操作完成时如何通知应用程序
 *  主线程继续处理其他逻辑
 *  当socket上的数据被读入用户缓冲区之后，内核将向应用程序发送一个信号，以通知应用程序数据已经可用
 *  应用程序按照预先定义好的信号处理函数选择一个工作线程来处理客户请求。工作线程处理完客户请求之后，调用`aio_write`函数向内核注册socket上的写完成事件，并告诉内核用户写缓冲区的位置，以及写操作完成时如何通知应用程序
 *  主线程继续处理其他逻辑
 *  当用户缓冲区的数据被写入socket之后，内核向应用程序发送一个信号，以通知应用程序数据已经发哦是那个完毕
 *  应用程序预先定义好的信号处理函数选择一个工作线程来做善后处理，比如决定是否关闭socket  
    ![在这里插入图片描述][20210104111212791.png]  
    连接socket上的读写事件是通过`aio_read/aio_write`向内核注册的，因此内核将通过信号来向应用程序报告连接socket上的读写事件。所以，主线程中的`epoll_wait`调用仅能用来监听socket上的连接请求事件，而不能用来检测连接socket上的读写事件

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