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C/C++技術知識點:深入淺出-服務器高并發庫libevent(二)

更新時間:2017年11月30日16時00分 來源:傳智播客 瀏覽次數:

上一章,我們簡單介紹了libevent的環境的安裝,和簡單的事例。現在先不要著急分析他的代碼,在這里我首先要介紹一個專業名詞“Reactor模式”。

2.1 Reactor的事件處理機制

我們應該很清楚函數的調用機制。

1. 程序調用函數

2. 函數執行

3. 程序等待函數將結果和控制權返回給程序

4. 程序繼續處理和執行

Reactor 被翻譯成 反應堆,或者反應器。 Re-actor 發音。

他是一種事件驅動機制。和普通函數調用的不同之處在于, 應用程序不是主動 的調用某刻API完成處理,而是恰恰相反,reactor逆置了事件的處理流程,應用程序需要提供相應的接口注冊到reacotr上。如果相應的事件發生。Reacotr將主動調用應用程序注冊的接口,這些接口就是我們常常說的“回調函數”。

我們使用libevent框架也就是想利用這個框架去注冊相應的事件和回調函數。

當這些事件發生時,libevent會調用這些注冊好的回調函數處理相應的事件(I/O讀寫、定時和信號)

通過reactor調用函數,不是你主動去調用函數,而是等著系統調用。

一句話:“不用打電話給我們,我么會打電話通知你”。

舉個例子,你去應聘某xx公司,面試結束后。

“普通函數調用機制”公司的HR比較懶,不會記你的聯系方式,那咋辦,你只能面試完自己打電話問結果。有沒有被錄取啊,還是被拒絕了。

“Reacotr”公司的HR就記下了你的聯系方式,結果出來后HR會主動打電話通知你。有沒有被錄取啊,還是悲劇了。你不用自己打電話去問,實際上你也不能,你沒有HR的聯系方式。

2.2 Reactor模式的優點

Reactor模式是編寫高性能網絡服務器的必備技術之一,它具有如下的優點:

1)響應快,不必為單個同步時間所阻塞,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,具有很高的復用性;

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,這里統一稱為“句柄集”;程序在指定的句柄上注冊關心的事件,比如I/O事件。

2) event demultiplexer——事件多路分發機制

由操作系統提供的I/O多路復用機制,比如select和epoll。

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

當有事件到達時,event demultiplexer會發出通知“在已經注冊的句柄集中,一個或多個句柄的事件已經就緒”;

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使用結構體eventop進行了封裝,以統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機制的目的。

3) Reactor——反應器

Reactor,是事件管理的接口,內部使用event demultiplexer注冊、注銷事件;并運行事件循環,當有事件進入“就緒”狀態時,調用注冊事件的回調函數處理事件。

對應到libevent中,就是event_base結構體。

一個典型的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,每個接口對應了一種類型的事件,供Reactor在相應的事件發生時調用,執行相應的事件處理。通常它會綁定一個有效的句柄。

對應到libevent中,就是event結構體。

下面是兩種典型的Event Handler類聲明方式,二者互有優缺點。

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Reactor有個基本清晰的了解后,再來對比看libevent就會更容易理解了,接下來就正式進入到libevent的代碼世界了,加油!

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作者:傳智播客C/C++學院

首發:http://www.itcast.cn/c/

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