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reactor设计模式处理网络高并发IO请求

reactor设计模式处理网络高并发IO请求

作者: A13少 | 来源:发表于2018-12-21 16:59 被阅读0次

转载自:reactor设计模式处理网络高并发IO请求

同步编程

while(1)
{
    epoll_wait(...)
    for(;;)
    {
        if (fd == listenner_socket)
        {
            cfd = accpt(listenner_socket);
        }
        else
        {
            read(fd, buf, size);
            process(buf);
        }
    }
}

示例如下:
https://github.com/zhiyong0804/net_io/blob/master/epoll/epollsvr.c

缺点:

  1. 所有的处理都放在同一个线程里,这个线程的压力很大,因为网络IO的处理总是比CPU要慢很多;
  2. 同时如果这里有一个客户端的请求,处理比较复杂,则会影响后面其它客户端的请求的响应时间;

半异步半同步编程

T1线程:

while(1)
{
    epoll_wait(...)
    for(;;)
    {
        if (fd == listenner_socket)
        {
            cfd = accpt(listenner_socket);
        }
        else
        {
            read(fd, buf, size);
            enqueue(buf);
        }
    }
}

T2线程:

while (1)
{
    wait_queue(buf);
    process(buf);
}

示例如:
TODO

缺点:
1)线程间需要同步;
2)线程间有数据的拷贝(memcpy),这个拷贝也是很耗CPU的;
3)epoll所在的线程要处理所有的网络IO的读和写,这个线程的压力远远超过其余的业务处理线程。

纯异步 -- Reactor设计

先来看libevent库

https://github.com/zhiyong0804/libevent_helloworld/blob/master/libevent_server.c

Reactor设计模式

  • Handles :表示操作系统管理的资源,我们可以理解为fd。
  • Synchronous Event Demultiplexer :同步事件分离器,阻塞等待Handles中的事件发生。
  • Initiation Dispatcher :初始分派器,作用为添加Event handler(事件处理器)、删除Event handler以及分派事件给Event handler。也就是说,Synchronous Event Demultiplexer负责等待新事件发生,事件发生时通知Initiation Dispatcher,然后Initiation Dispatcher调用event handler处理事件。
  • Event Handler :事件处理器的接口
  • Concrete Event Handler :事件处理器的实际实现,而且绑定了一个Handle。因为在实际情况中,我们往往不止一种事件处理器,因此这里将事件处理器接口和实现分开,与C++、Java这些高级语言中的多态类似。

Reactor与多线程的结合

可以参考EasyDarwin里使用Reactor设计模式与多线程的结合

优点:
1)epoll_wait说在的线程只需要监听网络的事件发生,如socket的可读可写事件(EV_RE / EV_WR)然后封装成一个event,继而封装到一个Task。
2)把这个Task按照某种策略(轮询式的负载均衡或者固定到某个线程)压入线程池中某个线程的任务队列里,平摊了IO的性能和处理请求的均衡,提升总体效率;
3)设计变得更加具有模块化和可扩展性,对epoll反应堆没有任何影响;
4)并发实现,如果线程再设置CPU的亲缘性,则更加提高了网络性能。

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