系統(tǒng)I/O 可分為阻塞型， 非阻塞同步型、阻塞異步型以及非阻塞異步型。

阻塞型I/O意味著控制權(quán)只到調(diào)用操作結(jié)束了才會回到調(diào)用者手里。

同步非阻塞是會立即返回控制權(quán)給調(diào)用者的。調(diào)用者不需要等等，它從調(diào)用的函數(shù)獲取兩種結(jié)果：

要么此次調(diào)用成功進行了;

要么系統(tǒng)返回錯誤標識告訴調(diào)用者當(dāng)前資源不可用，你再等等或者再試度看吧。

比如read()操作， 如果當(dāng)前socket無數(shù)據(jù)可讀，則立即返回EWOULBLOCK/EAGAIN，告訴調(diào)用read()者”數(shù)據(jù)還沒準備好，你稍后再試”。

異步非阻塞調(diào)用中，稍有不同。調(diào)用函數(shù)在立即返回時，還告訴調(diào)用者，這次請求已經(jīng)開始了。系統(tǒng)會使用另外的資源或者線程來完成這次調(diào)用操作，并在完成的時候知會調(diào)用者（比如通過回調(diào)函數(shù)）。POSIX的aio_read()來說，調(diào)用它之后，函數(shù)立即返回，操作系統(tǒng)在后臺同時開始讀操作。即是將工作交給了內(nèi)核去完成這個操作。

在以上三種IO形式中，非阻塞異步是性能最高、伸縮性最好的。

兩種IO多路復(fù)用方案:Reactor and Proactor（基于同步和基于異步）

一般情況下，I/O 復(fù)用機制需要事件分享器(event demultiplexor)。 事件分享器的作用，即將那些讀寫事件源分發(fā)給各讀寫事件的處理者，就像送快遞的在樓下喊: 誰的什么東西送了， 快來拿吧。開發(fā)人員在開始的時候需要在分享器那里注冊感興趣的事件，并提供相應(yīng)的處理者(event handlers)，或者是回調(diào)函數(shù); 事件分享器在適當(dāng)?shù)臅r候會將請求的事件分發(fā)給這些handler或者回調(diào)函數(shù)。

涉及到事件分享器的兩種模式稱為：Reactor andProactor。 Reactor模式是基于同步I/O的，而Proactor模式基于異步I/O相關(guān)的。

在Reactor模式中，事件分離者等待某個事件或者可應(yīng)用或個操作的狀態(tài)發(fā)生（比如文件描述符可讀寫，或者是socket可讀寫），等待后，分離者就把這個事件傳給事先注冊的事件處理函數(shù)或者回調(diào)函數(shù)，由后者來做實際的讀寫操作。

而在Proactor模式中，事件處理者(或者代由事件分離者發(fā)起)直接發(fā)起一個異步讀寫操作(相當(dāng)于請求)，而實際的工作是由操作系統(tǒng)來完成的。發(fā)起時，需要提供的參數(shù)包括用于存放讀到數(shù)據(jù)的緩存區(qū)，讀的數(shù)據(jù)大小，或者用于存放外發(fā)數(shù)據(jù)的緩存區(qū)，以及這個請求完后的回調(diào)函數(shù)等信息。事件分離者得知了這個請求，它默默等待這個請求的完成，然后轉(zhuǎn)發(fā)完成事件給相應(yīng)的事件處理者或者回調(diào)。

這種異步模式的典型實現(xiàn)是基于操作系統(tǒng)底層異步API的，所以我們可稱之為“系統(tǒng)級別”的或者“真正意義上”的異步，因為具體的讀寫是由操作系統(tǒng)代勞的。

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舉另外個例子來更好地理解Reactor與Proactor兩種模式的區(qū)別。這里我們只關(guān)注read操作，因為write操作也是差不多的。下面是Reactor的做法：

1.某個事件處理者宣稱它對某個socket上的讀事件很感興趣;

2.事件分離者等著這個事件的發(fā)生;

3.當(dāng)事件發(fā)生了，事件分離器被喚醒，這負責(zé)通知先前那個事件處理者;

4.事件處理者收到消息，于是去那個socket上讀數(shù)據(jù)了。

5.如果需要，它再次宣稱對這個socket上的讀事件感興趣，一直重復(fù)上面的步驟;

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下面再來看看真正意義的異步模式Proactor是如何做的：

1.事件處理者直接投遞發(fā)一個寫操作(當(dāng)然，操作系統(tǒng)必須支持這個異步操作)。

2.這個時候，事件處理者根本不關(guān)心讀事件，它只管發(fā)這么個請求，它魂牽夢縈的是這個寫操作的完成事件。

3.這個處理者很拽，發(fā)個命令就不管具體的事情了，只等著別人（系統(tǒng)）幫他搞定的時候給他回個話。

4.事件分離者等著這個讀事件的完成(比較下與Reactor的不同);

5.當(dāng)事件分離者默默等待完成事情到來的同時，操作系統(tǒng)已經(jīng)在一邊開始干活了，它從目標讀取數(shù)據(jù)，放入用戶提供的緩存區(qū)中，最后通知事件分離者，這個事情我搞完了;

6.事件分離者通知之前的事件處理者: 你吩咐的事情搞定了;

7.事件處理者這時會發(fā)現(xiàn)想要讀的數(shù)據(jù)已經(jīng)乖乖地放在他提供的緩存區(qū)中，想怎么處理都行了。

8.如果有需要，事件處理者還像之前一樣發(fā)起另外一個寫操作，和上面的幾個步驟一樣。

在沒有底層異步I/O API支持的操作系統(tǒng)，這種方法可以幫我們隱藏掉socket接口的差異(無論是性能還是其它)， 提供一個完全可用的統(tǒng)一“異步接口”。這樣我們就可以開發(fā)真正平臺獨立的通用接口了。

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那么，綜上所述，這兩者的區(qū)別是什么呢？

簡單直觀的理解：

1、Reactor模式是等待關(guān)心的動作的發(fā)生后，將如何處理這個動作的后續(xù)交給了用戶態(tài)的應(yīng)用本身來處理，Reactor的事件分離器只關(guān)心事件的發(fā)生，其它的就完全交給應(yīng)用程序來處理了；而Proactor模式則是只關(guān)心由操作系統(tǒng)(內(nèi)核create一個線程)完成異步非阻塞的操作后返回的結(jié)果；

2、Proactor場景中只能夠使用系統(tǒng)提供的異步非阻塞的syscall(系統(tǒng)調(diào)用)API，而Reactor的場景中更多地是使用同步非阻塞的syscall(系統(tǒng)調(diào)用)；

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事件分享器的兩種模式稱為：Reactor and Proactor . Reactor模式是基于同步I/O的，而Proactor模式是和異步I/O相關(guān)的。

Reactor ：

應(yīng)用啟動，將關(guān)注的事件handle注冊到Reactor中；
調(diào)用Reactor，進入無限事件循環(huán)，等待注冊的事件到來；
事件到來，select返回，Reactor將事件分發(fā)到之前注冊的回調(diào)函數(shù)中處理；
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Proactor ：

應(yīng)用程序啟動，調(diào)用異步操作處理器提供的異步操作接口函數(shù)，調(diào)用之后應(yīng)用程序和異步操作處理就獨立運行；應(yīng)用程序可以調(diào)用新的異步操作，而其它操作可以并發(fā)進行；
應(yīng)用程序啟動Proactor主動器，進行無限的事件循環(huán)，等待完成事件到來；
異步操作處理器執(zhí)行異步操作，完成后將結(jié)果放入到完成事件隊列；
主動器從完成事件隊列中取出結(jié)果，分發(fā)到相應(yīng)的完成事件回調(diào)函數(shù)處理邏輯中；
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1.proactor是處理器發(fā)起異步處理事件，直接返回。

2.多路復(fù)用器等待事件完成后通知處理器，然后處理器處理緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。

redis和nio都用的是多路復(fù)用器，多路復(fù)用器的思想就是reactor(同步非阻塞)
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的IO：Reactor和Proactor的区别的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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