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Proactor和Reactor模式
阅读量:5020 次
发布时间:2019-06-12

本文共 4323 字,大约阅读时间需要 14 分钟。

原文地址:
作者:

Proactor和都是并发编程中的设计模式。在我看来,他们都是用于派发/分离IO操作事件的。这里所谓的

IO事件也就是诸如read/write的IO操作。"派发/分离"就是将单独的IO事件通知到上层模块。两个模式不同的地方
在于,Proactor用于异步IO,而Reactor用于同步IO。

摘抄一些关键的东西:

"

Two patterns that involve event demultiplexors are called Reactor and Proactor [1]. The Reactor patterns
involve synchronous I/O, whereas the Proactor pattern involves asynchronous I/O.
"

关于两个模式的大致模型,从以下文字基本可以明白:

"

An example will help you understand the difference between Reactor and Proactor. We will focus on the read
operation here, as the write implementation is similar. Here's a read in Reactor:

* An event handler declares interest in I/O events that indicate readiness for read on a particular socket ;

* The event demultiplexor waits for events ;
* An event comes in and wakes-up the demultiplexor, and the demultiplexor calls the appropriate handler;
* The event handler performs the actual read operation, handles the data read, declares renewed interest in
  I/O events, and returns control to the dispatcher .

By comparison, here is a read operation in Proactor (true async):

* A handler initiates an asynchronous read operation (note: the OS must support asynchronous I/O). In this

  case, the handler does not care about I/O readiness events, but is instead registers interest in receiving
  completion events;
* The event demultiplexor waits until the operation is completed ;
* While the event demultiplexor waits, the OS executes the read operation in a parallel kernel thread, puts
  data into a user-defined buffer, and notifies the event demultiplexor that the read is complete ;
* The event demultiplexor calls the appropriate handler;
* The event handler handles the data from user defined buffer, starts a new asynchronous operation, and returns
  control to the event demultiplexor.

"

可以看出,两个模式的相同点,都是对某个IO事件的事件通知(即告诉某个模块,这个IO操作可以进行或已经完成)。在结构

上,两者也有相同点:demultiplexor负责提交IO操作(异步)、查询设备是否可操作(同步),然后当条件满足时,就回调handler。
不同点在于,异步情况下(Proactor),当回调handler时,表示IO操作已经完成;同步情况下(Reactor),回调handler时,表示
IO设备可以进行某个操作(can read or can write),handler这个时候开始提交操作。

用select模型写个简单的reactor,大致为:

[转载]Proactor和Reactor模式
///
[转载]Proactor和Reactor模式
class
 handler
[转载]Proactor和Reactor模式
{
[转载]Proactor和Reactor模式
public
:
[转载]Proactor和Reactor模式    
virtual
 
void
 onRead() 
=
 
0
;
[转载]Proactor和Reactor模式    
virtual
 
void
 onWrite() 
=
 
0
;
[转载]Proactor和Reactor模式    
virtual
 
void
 onAccept() 
=
 
0
;
[转载]Proactor和Reactor模式}
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
class
 dispatch
[转载]Proactor和Reactor模式
{
[转载]Proactor和Reactor模式
public
:
[转载]Proactor和Reactor模式    
void
 poll()
[转载]Proactor和Reactor模式    
{
[转载]Proactor和Reactor模式        
//
 add fd in the set.
[转载]Proactor和Reactor模式        
//
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式        
//
 poll every fd
[转载]Proactor和Reactor模式
        
int
 c 
=
 select( 
0
&
read_fd, 
&
write_fd, 
0
0
 );
[转载]Proactor和Reactor模式        
if
( c 
>
 
0
 )
[转载]Proactor和Reactor模式        
{
[转载]Proactor和Reactor模式            
for
 each fd 
in
 the read_fd_set
[转载]Proactor和Reactor模式            
{    
if
 fd can read
[转载]Proactor和Reactor模式                    _handler
->
onRead();
[转载]Proactor和Reactor模式                
if
 fd can accept
[转载]Proactor和Reactor模式                    _handler
->
onAccept();
[转载]Proactor和Reactor模式            }
 
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式            
for
 each fd 
in
 the write_fd_set
[转载]Proactor和Reactor模式            
{
[转载]Proactor和Reactor模式                
if
 fd can write
[转载]Proactor和Reactor模式                    _handler
->
onWrite();
[转载]Proactor和Reactor模式            }
[转载]Proactor和Reactor模式        }
[转载]Proactor和Reactor模式    }
 
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式    
void
 setHandler( handler 
*
_h )
[转载]Proactor和Reactor模式    
{
[转载]Proactor和Reactor模式        _handler 
=
 _h;
[转载]Proactor和Reactor模式    }
 
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
private
:
[转载]Proactor和Reactor模式    handler 
*
_handler;
[转载]Proactor和Reactor模式}
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
///
 application
[转载]Proactor和Reactor模式
class
 MyHandler : 
public
 handler
[转载]Proactor和Reactor模式
{
[转载]Proactor和Reactor模式
public
:
[转载]Proactor和Reactor模式    
void
 onRead()
[转载]Proactor和Reactor模式    
{
[转载]Proactor和Reactor模式    }
 
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式    
void
 onWrite()
[转载]Proactor和Reactor模式    
{
[转载]Proactor和Reactor模式    }
 
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式    
void
 onAccept()
[转载]Proactor和Reactor模式    
{
[转载]Proactor和Reactor模式    }
[转载]Proactor和Reactor模式}
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式

在网上找了份Proactor模式比较正式的,其给出了一个总体的UML类图,比较全面:

根据这份图我随便写了个例子代码:

[转载]Proactor和Reactor模式
class
 AsyIOProcessor
[转载]Proactor和Reactor模式
{
[转载]Proactor和Reactor模式
public
:
[转载]Proactor和Reactor模式    
void
 do_read()
[转载]Proactor和Reactor模式    
{
[转载]Proactor和Reactor模式        
//
[转载]Proactor和Reactor模式send read operation to OS
[转载]Proactor和Reactor模式        
//
 read io finished.and dispatch notification
[转载]Proactor和Reactor模式
        _proactor
->
dispatch_read();
[转载]Proactor和Reactor模式    }
 
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
private
:
[转载]Proactor和Reactor模式    Proactor 
*
_proactor;
[转载]Proactor和Reactor模式}
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
class
 Proactor
[转载]Proactor和Reactor模式
{
[转载]Proactor和Reactor模式
public
:
[转载]Proactor和Reactor模式    
void
 dispatch_read()
[转载]Proactor和Reactor模式    
{
[转载]Proactor和Reactor模式        _handlerMgr
->
onRead();
[转载]Proactor和Reactor模式    }
 
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
private
:
[转载]Proactor和Reactor模式    HandlerManager 
*
_handlerMgr;
[转载]Proactor和Reactor模式}
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
class
 HandlerManager
[转载]Proactor和Reactor模式
{
[转载]Proactor和Reactor模式
public
:
[转载]Proactor和Reactor模式    typedef std::list
<
Handler
*>
 HandlerList; 
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
public
:
[转载]Proactor和Reactor模式    
void
 onRead()
[转载]Proactor和Reactor模式    
{
[转载]Proactor和Reactor模式        
//
 notify all the handlers.
[转载]Proactor和Reactor模式
        std::for_each( _handlers.begin(), _handlers.end(), onRead );
[转载]Proactor和Reactor模式    }
 
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
private
:
[转载]Proactor和Reactor模式    HandlerList 
*
_handlers;
[转载]Proactor和Reactor模式}
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
class
 Handler
[转载]Proactor和Reactor模式
{
[转载]Proactor和Reactor模式
public
:
[转载]Proactor和Reactor模式    
virtual
 
void
 onRead() 
=
 
0
;
[转载]Proactor和Reactor模式}
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式
//
 application level handler.
[转载]Proactor和Reactor模式
class
 MyHandler : 
public
 Handler
[转载]Proactor和Reactor模式
{
[转载]Proactor和Reactor模式
public
:
[转载]Proactor和Reactor模式    
void
 onRead() 
[转载]Proactor和Reactor模式    
{
[转载]Proactor和Reactor模式        
//
 
[转载]Proactor和Reactor模式
    }
[转载]Proactor和Reactor模式}
[转载]Proactor和Reactor模式
[转载]Proactor和Reactor模式

Reactor通过某种变形,可以将其改装为Proactor,在某些不支持异步IO的系统上,也可以隐藏底层的实现,利于编写跨平台
代码。我们只需要在dispatch(也就是demultiplexor)中封装同步IO操作的代码,在上层,用户提交自己的缓冲区到这一层,
这一层检查到设备可操作时,不像原来立即回调handler,而是开始IO操作,然后将操作结果放到用户缓冲区(读),然后再
回调handler。这样,对于上层handler而言,就像是proactor一样。详细技法参见。

其实就设计模式而言,我个人觉得某个模式其实是没有完全固定的结构的。不能说某个模式里就肯定会有某个类,类之间的

关系就肯定是这样。在实际写程序过程中也很少去特别地实现某个模式,只能说模式会给你更多更好的架构方案。

最近在看spserver的代码,看到别人提各种并发系统中的模式,有点眼红,于是才来扫扫盲。知道什么是,

reactor, proactor,multiplexing,对于心中的那个网络库也越来越清晰。

最近还干了些离谱的事,写了传说中的字节流编码,用模板的方式实现,不但保持了扩展性,还少写很多代码;处于效率考虑,

写了个static array容器(其实就是template <typename _Tp, std::size_t size> class static_array { _Tp _con[size]),
加了iterator,遵循STL标准,可以结合进STL的各个generic algorithm用,自我感觉不错。基础模块搭建完毕,解析了公司
服务器网络模块的消息,我是不是真的打算用自己的网络模块重写我的验证服务器?在另一个给公司写的工具里,因为实在厌恶
越来越多的重复代码,索性写了几个宏,还真的做到了代码的自动生成:D。

对优雅代码的追求真的成了种癖好.  = =|

转载于:https://www.cnblogs.com/leeeee/p/7276500.html

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