Reactor模式
随着网络设计模式的兴起,Reactor和Proactor事件处理模式应运而生。同步I/O模型通常用于实现Reactor模式,异步I/O模型则用于实现Proactor模式。
Reactor是这样的一种模式,他要求主线程(I/O处理单元)只负责文件描述上是否有事件发生,有的话就立即将该事件通知工作线程(逻辑单元),除此之外,主线程不做任何实质性的工作。读写数据,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I/O模型(以epoll_wait为例)实现的Reactor的工作流程是:
1. 主线程往epoll内核事件表中注册socket读就绪事件
2. 主线程调用epoll_wait等待socket上有数据可读
3. 当socket上有数据可读时,epoll_wait通知主线程,主线程则将可读事件放入请求队列中
4. 睡眠在请求队列中的某个工作线程被唤醒,他从socket读取数据,并处理客户请求,然后往epoll内核事件表中注册该socket上的写就绪事件
5. 主线程调用epoll_wait等候socket可写
6. 当socket可写,epoll_wait通知主线程,主线程将socket可写事件放入请求队列
7. 睡眠在请求队列中的某个工作线程被唤醒,他往socket上写入服务器处理客户请求的结果
Proactor模式
Proactor模式与Reactor模式不同,Proactor模式将所有的I/O操作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I/O模型实现的Proactor模式工作流程
1. 主线程调用aio_read函数向内核注册socket上的读完事件,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
2. 主线程继续处理其他逻辑
3. 当socket上的数据被读入到用户的缓冲区后,内核将向应用程序发送一个信号,通知应用程序数据已经可用了
4. 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处理客户请求,工作线程处理完客户请求后,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
5. 主线程继续处理其他逻辑
6. 当用户缓冲区的数据写入socket之后,内核将向应用进程发送一个信号,已通知应用进程数据已经发送完毕
7. 应用进程预先定义好的信号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
参考:
《Linux高性能服务器编程》