I/O事件處理模型之Reactor和Proactor

Reactor模型

Reactor模式是處理並發I/O比較常見的一種模式，中心思想就是，將所有要處理的I/O事件註冊到一個中心I/O多工器上，同時主線程阻塞在多工器上；一旦有I/O事件到來或是準備就緒(區別在於多工器是邊沿觸發還是水平觸發)，多工器返回並將相應I/O事件分發到對應的處理器中。

這裡有三個重要的組件：

• 多工器：由作業系統提供，在linux上一般是select, poll, epoll等系統調用。
• 事件分發器：將多工器中返回的就緒事件分到對應的處理函數中。
• 事件處理器：負責處理特定事件的處理函數。

因為這種模型經常使用，所有不少人對簡單的系統調用做了一層封裝，形成跨平台的事件處理庫，比較典型的有:libevent,libev,boost
asio等。

Proactor模型

與Reactor模型相對應，Proactor最大的特點是使用非同步I/O。所有的I/O操作都交由系統提供的非同步I/O介面去執行。Proactor多工器等待非同步I/O完成，並調用相應的使用者處理函數。為了對比Reactor模型，以一個read操作為例：

在Reactor中：

• 將要讀的檔案描述符註冊到多工器中。
• 多工器等待上述描述符的可讀事件以及其它所有已經註冊過的事件。
• 描述符變成可讀之後，多工器返回，並調用使用者提供的處理函數，開始讀檔案操作。

在Proactor中：

• 使用者函數啟動一個非同步讀檔案的操作。同時將這個操作註冊到多工器上。多工器並不關心檔案是否可讀而是關心這個非同步讀操作是否完成。
• 非同步讀檔案是作業系統完成，使用者程式不需要關心。多工器等待直到有完成通知到來。
• 當作業系統完成了讀檔案操作——將讀到的資料複製到了使用者先前提供的緩衝區之後，通知多工器讀操作已完成。
• 多工器再調用相應的處理常式，處理資料。