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C/C++技术知识点:深入浅出-服务器高并发库libevent(二)

更新时间:2017年11月30日16时00分 来源:传智播客

上一章,我们简单介绍了libevent的环境的安装,和简单的事例。现在先不要着急分析他的代码,在这里我首先要介绍一个专业名词“Reactor模式”。

2.1 Reactor的事件处理机制

我们应该很清楚函数的调用机制。

1. 程序调用函数

2. 函数执行

3. 程序等待函数将结果和控制权返回给程序

4. 程序继续处理和执行

Reactor 被翻译成 反应堆,或者反应器。 Re-actor 发音。

他是一种事件驱动机制。和普通函数调用的不同之处在于, 应用程序不是主动 的调用某刻API完成处理,而是恰恰相反,reactor逆置了事件的处理流程,应用程序需要提供相应的接口注册到reacotr上。如果相应的事件发生。Reacotr将主动调用应用程序注册的接口,这些接口就是我们常常说的“回调函数”。

我们使用libevent框架也就是想利用这个框架去注册相应的事件和回调函数。

当这些事件发生时,libevent会调用这些注册好的回调函数处理相应的事件(I/O读写、定时和信号)

通过reactor调用函数,不是你主动去调用函数,而是等着系统调用。

一句话:“不用打电话给我们,我么会打电话通知你”。

举个例子,你去应聘某xx公司,面试结束后。

“普通函数调用机制”公司的HR比较懒,不会记你的联系方式,那咋办,你只能面试完自己打电话问结果。有没有被录取啊,还是被拒绝了。

“Reacotr”公司的HR就记下了你的联系方式,结果出来后HR会主动打电话通知你。有没有被录取啊,还是悲剧了。你不用自己打电话去问,实际上你也不能,你没有HR的联系方式。

2.2 Reactor模式的优点

Reactor模式是编写高性能网络服务器的必备技术之一,它具有如下的优点:

1)响应快,不必为单个同步时间所阻塞,虽然Reactor本身依然是同步的;

2)编程相对简单,可以最大程度的避免复杂的多线程及同步问题,并且避免了多线程/进程的切换开销;

3)可扩展性,可以方便的通过增加Reactor实例个数来充分利用CPU资源;

4)可复用性,reactor框架本身与具体事件处理逻辑无关,具有很高的复用性;

2.3 Reactor模式的必备条件

1) 事件源

Linux上是文件描述符,Windows上就是Socket或者Handle了,这里统一称为“句柄集”;程序在指定的句柄上注册关心的事件,比如I/O事件。

2) event demultiplexer——事件多路分发机制

由操作系统提供的I/O多路复用机制,比如select和epoll。

程序首先将其关心的句柄(事件源)及其事件注册到event demultiplexer上;

当有事件到达时,event demultiplexer会发出通知“在已经注册的句柄集中,一个或多个句柄的事件已经就绪”;

程序收到通知后,就可以在非阻塞的情况下对事件进行处理了。

对应到libevent中,依然是select、poll、epoll等,但是libevent使用结构体eventop进行了封装,以统一的接口来支持这些I/O多路复用机制,达到了对外隐藏底层系统机制的目的。

3) Reactor——反应器

Reactor,是事件管理的接口,内部使用event demultiplexer注册、注销事件;并运行事件循环,当有事件进入“就绪”状态时,调用注册事件的回调函数处理事件。

对应到libevent中,就是event_base结构体。

一个典型的Reactor声明方式:

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——事件处理程序

事件处理程序提供了一组接口,每个接口对应了一种类型的事件,供Reactor在相应的事件发生时调用,执行相应的事件处理。通常它会绑定一个有效的句柄。

对应到libevent中,就是event结构体。

下面是两种典型的Event Handler类声明方式,二者互有优缺点。

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;

// ...

};

上面讲到了Reactor的基本概念、框架和处理流程,对Reactor有个基本清晰的了解后,再来对比看libevent就会更容易理解了,接下来就正式进入到libevent的代码世界了,加油!

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作者:传智播客C/C++学院

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