C/C++技術(shù)知識(shí)點(diǎn)：深入淺出-服務(wù)器高并發(fā)庫(kù)libevent(二)

上一章，我們簡(jiǎn)單介紹了libevent的環(huán)境的安裝，和簡(jiǎn)單的事例。現(xiàn)在先不要著急分析他的代碼，在這里我首先要介紹一個(gè)專(zhuān)業(yè)名詞“Reactor模式”。

2.1 Reactor的事件處理機(jī)制

我們應(yīng)該很清楚函數(shù)的調(diào)用機(jī)制。

1. 程序調(diào)用函數(shù)

2. 函數(shù)執(zhí)行

3. 程序等待函數(shù)將結(jié)果和控制權(quán)返回給程序

4. 程序繼續(xù)處理和執(zhí)行

Reactor 被翻譯成 反應(yīng)堆，或者反應(yīng)器。 Re-actor 發(fā)音。

他是一種事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制。和普通函數(shù)調(diào)用的不同之處在于， 應(yīng)用程序不是主動(dòng) 的調(diào)用某刻API完成處理，而是恰恰相反，reactor逆置了事件的處理流程，應(yīng)用程序需要提供相應(yīng)的接口注冊(cè)到reacotr上。如果相應(yīng)的事件發(fā)生。Reacotr將主動(dòng)調(diào)用應(yīng)用程序注冊(cè)的接口，這些接口就是我們常常說(shuō)的“回調(diào)函數(shù)”。

我們使用libevent框架也就是想利用這個(gè)框架去注冊(cè)相應(yīng)的事件和回調(diào)函數(shù)。

當(dāng)這些事件發(fā)生時(shí)，libevent會(huì)調(diào)用這些注冊(cè)好的回調(diào)函數(shù)處理相應(yīng)的事件(I/O讀寫(xiě)、定時(shí)和信號(hào))

通過(guò)reactor調(diào)用函數(shù)，不是你主動(dòng)去調(diào)用函數(shù)，而是等著系統(tǒng)調(diào)用。

一句話：“不用打電話給我們，我么會(huì)打電話通知你”。

舉個(gè)例子，你去應(yīng)聘某xx公司，面試結(jié)束后。

“普通函數(shù)調(diào)用機(jī)制”公司的HR比較懶，不會(huì)記你的聯(lián)系方式，那咋辦，你只能面試完自己打電話問(wèn)結(jié)果。有沒(méi)有被錄取啊，還是被拒絕了。

“Reacotr”公司的HR就記下了你的聯(lián)系方式，結(jié)果出來(lái)后HR會(huì)主動(dòng)打電話通知你。有沒(méi)有被錄取啊，還是悲劇了。你不用自己打電話去問(wèn)，實(shí)際上你也不能，你沒(méi)有HR的聯(lián)系方式。

2.2 Reactor模式的優(yōu)點(diǎn)

Reactor模式是編寫(xiě)高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的必備技術(shù)之一，它具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1)響應(yīng)快，不必為單個(gè)同步時(shí)間所阻塞，雖然Reactor本身依然是同步的;

2)編程相對(duì)簡(jiǎn)單，可以最大程度的避免復(fù)雜的多線程及同步問(wèn)題，并且避免了多線程/進(jìn)程的切換開(kāi)銷(xiāo);

3)可擴(kuò)展性，可以方便的通過(guò)增加Reactor實(shí)例個(gè)數(shù)來(lái)充分利用CPU資源;

4)可復(fù)用性，reactor框架本身與具體事件處理邏輯無(wú)關(guān)，具有很高的復(fù)用性;

2.3 Reactor模式的必備條件

1) 事件源

Linux上是文件描述符，Windows上就是Socket或者Handle了，這里統(tǒng)一稱為“句柄集”;程序在指定的句柄上注冊(cè)關(guān)心的事件，比如I/O事件。

2) event demultiplexer——事件多路分發(fā)機(jī)制

由操作系統(tǒng)提供的I/O多路復(fù)用機(jī)制，比如select和epoll。

程序首先將其關(guān)心的句柄(事件源)及其事件注冊(cè)到event demultiplexer上;

當(dāng)有事件到達(dá)時(shí)，event demultiplexer會(huì)發(fā)出通知“在已經(jīng)注冊(cè)的句柄集中，一個(gè)或多個(gè)句柄的事件已經(jīng)就緒”;

程序收到通知后，就可以在非阻塞的情況下對(duì)事件進(jìn)行處理了。

對(duì)應(yīng)到libevent中，依然是select、poll、epoll等，但是libevent使用結(jié)構(gòu)體eventop進(jìn)行了封裝，以統(tǒng)一的接口來(lái)支持這些I/O多路復(fù)用機(jī)制，達(dá)到了對(duì)外隱藏底層系統(tǒng)機(jī)制的目的。

3) Reactor——反應(yīng)器

Reactor，是事件管理的接口，內(nèi)部使用event demultiplexer注冊(cè)、注銷(xiāo)事件;并運(yùn)行事件循環(huán)，當(dāng)有事件進(jìn)入“就緒”狀態(tài)時(shí)，調(diào)用注冊(cè)事件的回調(diào)函數(shù)處理事件。

對(duì)應(yīng)到libevent中，就是event_base結(jié)構(gòu)體。

一個(gè)典型的Reactor聲明方式：

class Reactor

{

public:

int register_handler(Event_Handler *pHandler, int event);

int remove_handler(Event_Handler *pHandler, int event);

void handle_events(timeval *ptv);

// ...

};

4) Event Handler——事件處理程序

事件處理程序提供了一組接口，每個(gè)接口對(duì)應(yīng)了一種類(lèi)型的事件，供Reactor在相應(yīng)的事件發(fā)生時(shí)調(diào)用，執(zhí)行相應(yīng)的事件處理。通常它會(huì)綁定一個(gè)有效的句柄。

對(duì)應(yīng)到libevent中，就是event結(jié)構(gòu)體。

下面是兩種典型的Event Handler類(lèi)聲明方式，二者互有優(yōu)缺點(diǎn)。

class Event_Handler

{

public:

virtual void handle_read() = 0;

virtual void handle_write() = 0;

virtual void handle_timeout() = 0;

virtual void handle_close() = 0;

virtual HANDLE get_handle() = 0;

// ...

};

class Event_Handler

{

public:

// events maybe read/write/timeout/close .etc

virtual void handle_events(int events) = 0;

virtual HANDLE get_handle() = 0;

// ...

};

上面講到了Reactor的基本概念、框架和處理流程，對(duì)Reactor有個(gè)基本清晰的了解后，再來(lái)對(duì)比看libevent就會(huì)更容易理解了，接下來(lái)就正式進(jìn)入到libevent的代碼世界了，加油!

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作者：黑馬程序員C/C++培訓(xùn)學(xué)院

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