Muduo - Reactor模式

Muduo - Reactor模式

一、Reactor 是什么

wiki的中文定义：Reactor模式是事件驱动的，有一个或多个并发输入源，有一个Service Handler，有多个Request Handler，这个Service Handler会同步的将输入的请求（Event）多路复用的分发给相应的Request Handler。

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从上述文字中我们可以看出以下关键点：

1. 事件驱动（event handling）
2. 可以处理一个或多个输入源（one or more inputs）
3. 通过Service Handler同步的将输入事件（Event）采用多路复用分发给相应的Request Handler（多个）处理

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二、单线程Reactor模式

单Reactor单线程模式如下：

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简单代码如下

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  
server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)  
server_socket.bind(('', 2007))  
server_socket.listen(5)  
# serversocket.setblocking(0)  
 
poll = select.poll() # epoll() should work the same  
connections = {}  
handlers = {}  
 
def handle_input(socket, data):  
	socket.send(data) # sendall() partial?  
 
def handle_request(fileno, event):  
	if event & select.POLLIN:  
		client_socket = connections[fileno]  
		data = client_socket.recv(4096)  
		if data:  
			handle_input(client_socket, data)  
		else:  
			poll.unregister(fileno)  
			client_socket.close()  
			del connections[fileno]  
			del handlers[fileno]  
 
def handle_accept(fileno, event):  
	(client_socket, client_address) = server_socket.accept()  
	print "got connection from", client_address  
	# client_socket.setblocking(0)  
	poll.register(client_socket.fileno(), select.POLLIN)  
	connections[client_socket.fileno()] = client_socket  
	handlers[client_socket.fileno()] = handle_request  
 
poll.register(server_socket.fileno(), select.POLLIN)  
handlers[server_socket.fileno()] = handle_accept  
 
while True:  
	events = poll.poll(10000) # 10 seconds  
	for fileno, event in events:  
		handler = handlers[fileno]  
		handler(fileno, event)  

最基本的单线程Reactor模型，程序的核心是事件循环，通过handlers转发到各个函数中去。

三、muduo Reactor模式

muduo是基于非阻塞的IO和事件驱动的网络库。

muduo的整体结构是one loop per thread+threadpool。

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muduo的事件驱动都是通过一个EventLoop来完成的。EventLoop一直处在事件循环中，通过IO复用机制poll/epoll回调激活的事件。

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而muduo的Reactor主要由三部分组成，EventLoop、Poller、Channel。

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1. EventLoop即IO线程中的事件循环.它能确保所有注册的事件都在EventLoop对象所在的线程中执行，不用考虑事件的并发。它是线程安全的，且允许其他线程往EventLoop里面塞东西。

2. Poller 是IO multiplexing的封装，它是EventLoop的组成，与EventLoop的生命期相当，为EventLoop提供poll()方法。

3. Channel 每个Channel对象自始至终只负责一个文件描述符（fd） 的IO事件分发，但它不拥有这个fd，也不会在析构的时候关闭这个fd。每个Channel对象自始至终只属于一个EventLoop，因此每个Channel对象都只属于某一个IO线程。 Channel会把不同的IO事件分发为不同的回调， 例如ReadCallback、 WriteCallback等。

EventLoop的时序图：

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具体实现代码如下：

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由于muduo整体架构one loop per thread + threadpool的架构，也可以说是一个主EventLoop和EventLoopPool的方式。

主EventLoop管理Acceptor，主要是listen和accept新的连接，然后由EventLoopPool去处理新Channel的读写事件。

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待续：muduo中的线程安全日志的实现，异步日志。