I/O 模式

Reactor 和 Proactor 事件处理模式营运而生。同步I/O模型通常用于实现Reactor 模式, 异步I/O 模型一般用于实现Proactor 模式。不过Proactor 模式也可以使用同步 I/O

Reactor 模式

Reactor 是这么一种模式,他要求主线程(I/O处理单元)只负责监听文件描述上是否有事件发生,有的话就立即将该事件通知给工作线程(I/O处理单元)。除此之外,主线程不做其他任何实质性的工作,读写数据,接受新的连接,以及处理客户请求在工作线程中完成。
使用同步I/O 模型(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 epol_wait 等待socket 上的数据可读
  • 当socket 上有数据可读时候,epoll_wait 通知主线程主线程则将socket 可读事件放入请求队列。
  • 睡眠在请求队列中的某一个工作线程被唤醒,它从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
  • 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结果
    I/O 模式

Proactor 模式

与Reactor 模式不同,Proactor 模式会将所有的I/O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I/O模型,实现Proactor 模式的工作流程:

  • 主线程调用aio_read 函数向内核注册socket 上的读完成时间,并告诉内核用户读缓存区的位置,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后,内核将向应用程序发送一个信号,以通知应用程序已经可用。
  • 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,工作线程完成客户请求之后,调用aio_write函数向内核注册socket上的写完成事件,以及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,内核将向应用程序发送一个信号,以通知应用程序已经发送完毕
  • 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
    I/O 模式

模拟Proactor 模式

使用同步I/O模型,模拟出的Proactor模式的工作流程如下:

  • 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epolll_wait 等待socket 上有数据可读
  • 当socket 上有数据可读时候, epoll_wait 通知主线程,主线程从socket 循环读取数据,直到没有更多数据刻度,然后讲数据封装成一个请求对象并插入到请求队列中
  • 睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒,它获得请求对象并处理客户请求,然后往epoll 内核时间表中注册socket上的写就绪事件。
  • 主线程调用epoll_wait 等待socket 可写
  • 当socket 可写时候,epoll_wait 通知主线程,主线程往socket 上写入服务器处理客户端请求的结果
    I/O 模式

I/O 模式

上一篇:设计模式-23种设计模式-行为型-访问者模式


下一篇:[atARC122F]Domination