? ? ? ?程序設(shè)計不止要了解框架,很多細節(jié)之處恰恰也是事關(guān)整個系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。只對libevent本身的框架大概了解,那或許僅僅是一知半解,不深入代碼分析,就難以了解其設(shè)計的精巧之處,也就難以為自己所用。
? ? ? ?事實上libevent本身就是一個典型的Reactor模型,理解Reactor模式是理解libevent的基石。因此本篇將介紹典型的事件驅(qū)動設(shè)計模式——Reactor模式,并列出libevnet中的幾個重要組件和Reactor的對應關(guān)系。
1 Reactor的事件處理機制
? ? ? ?首先來回想一下普通函數(shù)調(diào)用的機制:程序調(diào)用某函數(shù)?函數(shù)執(zhí)行,程序等待?函數(shù)將結(jié)果和控制權(quán)返回給程序?程序繼續(xù)處理。
? ? ? ?Reactor釋義“反應堆”,是一種事件驅(qū)動機制。和普通函數(shù)調(diào)用的不同之處在于:應用程序不是主動的調(diào)用某個API完成處理,而是恰恰相反,Reactor逆置了事件處理流程,應用程序需要提供相應的接口并注冊到Reactor上,如果相應的事件發(fā)生,Reactor將主動調(diào)用應用程序注冊的接口,這些接口又稱為“回調(diào)函數(shù)”。使用libevent也就是向libevent框架注冊相應的事件和回調(diào)函數(shù);當這些事件發(fā)聲時,libevent會調(diào)用這些回調(diào)函數(shù)處理相應的事件(I/O讀寫、定時和信號)。
? ? ? ?用“好萊塢原則”來形容Reactor再合適不過了:不要打電話給我們,我們會打電話通知你。
舉個例子:你去應聘某xx公司,面試結(jié)束后。
? ? ? ?“普通函數(shù)調(diào)用機制”公司HR比較懶,不會記你的聯(lián)系方式,那怎么辦呢,你只能面試完后自己打電話去問結(jié)果;有沒有被錄取啊,還是被據(jù)了;
? ? ? ?“Reactor”公司HR就記下了你的聯(lián)系方式,結(jié)果出來后會主動打電話通知你:有沒有被錄取啊,還是被據(jù)了;你不用自己打電話去問結(jié)果,事實上也不能,你沒有HR的留聯(lián)系方式。
2 Reactor模式的優(yōu)點
? ? ? ? Reactor模式是編寫高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的必備技術(shù)之一,它具有如下的優(yōu)點:
1)響應快,不必為單個同步事件所阻塞,雖然Reactor本身依然是同步的;
2)編程相對簡單,可以最大程度的避免復雜的多線程及同步問題,并且避免了多線程/進程的切換開銷;
3)可擴展性,可以方便的通過增加Reactor實例個數(shù)來充分利用CPU資源;
4)可復用性,reactor框架本身與具體事件處理邏輯無關(guān),具有很高的復用性。
3 Reactor模式框架
? ? ? ?使用Reactor模型,必備的幾個組件:事件源、Reactor框架、多路復用機制和事件處理程序,先來看看Reactor模型的整體框架,接下來再對每個組件做逐一說明。
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關(guān)心的事件,在libevent中有三種類型的事件:定時器事件(time event)、信號事件(signal event)和I/O事件。
2)event demultiplexer——事件多路分發(fā)機制由操作系統(tǒng)提供的I/O多路復用機制,比如select和epoll。程序首先將其關(guān)心的句柄(事件源)及其事件注冊到event demultiplexer上;當有事件到達時,event demultiplexer會發(fā)出通知事件處理程序“在已經(jīng)注冊的句柄集中,一個或多個句柄的事件已經(jīng)就緒”;程序收到通知后,就可以在非阻塞的情況下對事件進行處理了。
對應到libevent中,依然是select、poll、epoll等,但是libevent使用結(jié)構(gòu)體eventop進行了封裝,以統(tǒng)一的接口來支持這些I/O多路復用機制,達到了對外隱藏底層系統(tǒng)機制的目的
3)Reactor——反應器
Reactor,是事件管理的接口,內(nèi)部使用event demultiplexer注冊、注銷事件;并運行事件循環(huán),當有事件進入“就緒”狀態(tài)時,調(diào)用注冊事件的回調(diào)函數(shù)處理事件。對應到libevent中,就是event_base結(jié)構(gòu)體。
事件處理程序提供了一組接口,每個接口對應了一種類型的事件,供Reactor在相應的事件發(fā)生時調(diào)用,執(zhí)行相應的事件處理。通常它會綁定一個有效的句柄。對應到libevent中,就是event結(jié)構(gòu)體。
4 Reactor事件處理流程