reactor設(shè)計(jì)模式

reactor設(shè)計(jì)模式，是一種基于事件驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)模式。

?這個(gè)模式的結(jié)構(gòu)圖如下：

?圖中的handle對(duì)應(yīng)的是操作系統(tǒng)提供的句柄，例如I/O句柄，Event_Handler類(lèi)持有這些句柄，（其實(shí)就是事件，可以看成是Type）

Handles：表示操作系統(tǒng)管理的資源，我們可以理解為fd

Synchronous Event Demultiplexer：同步事件分離器，阻塞等待Handles中的事件發(fā)生（select、poll、epoll）

Initiation Dispatcher（Reactor）：初始分派器，作用為添加Event handler（事件處理器）刪除Event handler以及分派事件給Event handler也就是說(shuō)，SynchronousEvent Demultiplexer負(fù)責(zé)等待新事件發(fā)生，事件發(fā)生時(shí)通知InitiationDispatcher(Reactor)，然后Initiation Dispatcher調(diào)用event handler處理事件

Event Handler：事件處理器的接口

Concrete Event Handler：事件處理器的實(shí)際實(shí)現(xiàn)，而且綁定了一個(gè)Handle因?yàn)樵趯?shí)際情況中，我們往往不止一種事件處理器，因此這里將事件處理器接口和實(shí)現(xiàn)分開(kāi)，與C++Java這些高級(jí)語(yǔ)言中的多態(tài)類(lèi)似

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過(guò)程如下：

?reactor類(lèi)內(nèi)部提供一個(gè)事件循環(huán)：handle_events()，事件循環(huán)的代碼實(shí)現(xiàn)利用了操作系統(tǒng)提供的多路分離函數(shù)（Select，poll，epoll等）（這個(gè)方法調(diào)用多路復(fù)用器。）

?WaitForMultipleObjects或者select等，這些多路分離的函數(shù)的特點(diǎn)是，可以同時(shí)等待多個(gè)句柄，在等待過(guò)程中所在線程屬于掛起狀態(tài)（阻塞），不消耗CPU時(shí)間，一旦某個(gè)句柄被觸發(fā)，則線程被喚醒，函數(shù)將返回，線程可以執(zhí)行后面的代碼，?

利用多路分離函數(shù)的這一特點(diǎn)，根據(jù)被激活的句柄對(duì)應(yīng)的特定事件，調(diào)用相關(guān)的事件處理函數(shù)。可以實(shí)現(xiàn)事件循環(huán)。

?register_handler()函數(shù)用于將Event_Handler對(duì)象注冊(cè)到事件驅(qū)動(dòng)列表?中，保證對(duì)于某一類(lèi)型的事件，會(huì)調(diào)用Event_Handler類(lèi)的響應(yīng)函數(shù)handle_event()。?

reactor類(lèi)在做多路分離時(shí)需要操縱Event_Handler類(lèi)的Handle，因此Event_Handler類(lèi)需要提供get_handle()函數(shù)。?

另外，當(dāng)程序不需要再對(duì)特定事件響應(yīng)時(shí)，需要把Event_Handler對(duì)象從事件驅(qū)動(dòng)列表中刪除，因此reactor類(lèi)還實(shí)現(xiàn)了?remove_handler函數(shù)。

?因?yàn)閞eactor相對(duì)穩(wěn)定，一旦實(shí)現(xiàn)，不需要再定制，所以沒(méi)有提供一個(gè)抽象接口類(lèi)，但Event_Handler是經(jīng)常需要根據(jù)不同?的需求定制的，因此需要提供一個(gè)抽象接口類(lèi)，然后根據(jù)實(shí)際需求編寫(xiě)派生類(lèi)，提供具體句柄，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)虛函數(shù)。

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Reactor模式實(shí)現(xiàn)

在Reactor An Object Behavioral Pattern for Demultiplexing and Dispatching Handles for Synchronous Events中，一直以Logging Server來(lái)分析Reactor模式，這個(gè)Logging Server的實(shí)現(xiàn)完全遵循這里對(duì)Reactor描述，因而放在這里以做參考。Logging Server中的Reactor模式實(shí)現(xiàn)分兩個(gè)部分：Client連接到Logging Server和Client向Logging Server寫(xiě)Log。因而對(duì)它的描述分成這兩個(gè)步驟。
Client連接到Logging Server

Reactor_LoggingServer_connect.png

?

Logging Server注冊(cè)LoggingAcceptor到InitiationDispatcher。

Logging Server調(diào)用InitiationDispatcher的handle_events()方法啟動(dòng)。

InitiationDispatcher內(nèi)部調(diào)用select()方法（Synchronous Event Demultiplexer），阻塞等待Client連接。

Client連接到Logging Server。

InitiationDisptcher中的select()方法返回，并通知LoggingAcceptor有新的連接到來(lái)。

LoggingAcceptor調(diào)用accept方法accept這個(gè)新連接。

LoggingAcceptor創(chuàng)建新的LoggingHandler。

新的LoggingHandler注冊(cè)到InitiationDispatcher中(同時(shí)也注冊(cè)到Synchonous Event Demultiplexer中)，等待Client發(fā)起寫(xiě)log請(qǐng)求。
Client向Logging Server寫(xiě)Log

Reactor_LoggingServer_log.png

Client發(fā)送log到Logging server。

InitiationDispatcher監(jiān)測(cè)到相應(yīng)的Handle中有事件發(fā)生，返回阻塞等待，根據(jù)返回的Handle找到LoggingHandler，并回調(diào)LoggingHandler中的handle_event()方法。

LoggingHandler中的handle_event()方法中讀取Handle中的log信息。

將接收到的log寫(xiě)入到日志文件、數(shù)據(jù)庫(kù)等設(shè)備中。
3.4步驟循環(huán)直到當(dāng)前日志處理完成。

返回到InitiationDispatcher等待下一次日志寫(xiě)請(qǐng)求。

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這模式的優(yōu)點(diǎn)是本身不涉及多線程，從而避免了線程的上下文切換。

?對(duì)于響應(yīng)事件處理時(shí)間較短的情況下，可以考慮使用這個(gè)模式。

?如果處理一個(gè)事件需要花費(fèi)大量時(shí)間，就不能使用這個(gè)模式，那樣會(huì)導(dǎo)致其他事件處理被阻塞。

?ACE_Reactor框架是這一模式的半成品，用戶(hù)只要做三件事情就可以實(shí)現(xiàn)并使用這一模式：

?1.從Event_Handler派生一個(gè)或多個(gè)類(lèi)

2.向Reactor類(lèi)登記應(yīng)用的事件處理對(duì)象

3.運(yùn)行Reactor事件循環(huán)（它就會(huì)調(diào)用IO分離函數(shù)，開(kāi)始輪訊事件，等到有事件返回，傳給事件處理者）。
?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的IO：Reactor设计模式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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