C++中的Reactor原理与实现

reactor设计模式是event-driven architecture的一种实现方式,处理多个客户端并发的向服务端请求服务的场景,每种服务在服务端可能由多个方法组成,这篇文章主要介绍了Reactor原理与实现,需要的朋友可以参考下

一、Reactor介绍

reactor设计模式是event-driven architecture的一种实现方式,处理多个客户端并发的向服务端请求服务的场景。每种服务在服务端可能由多个方法组成。reactor会解耦并发请求的服务并分发给对应的事件处理器来处理。

中心思想是将所有要处理的I/o事件注册到一个中心I/o多路复用器上,同时主线程/进程阻塞在多路复用器上;一旦有I/o事件到来或是准备就绪(文件描述符或socket可读、写),多路复用器返回并将事先注册的相应l/o事件分发到对应的处理器中。

处理机制为:主程序将事件以及对应事件处理的方法在Reactor上进行注册, 如果相应的事件发生,Reactor将会主动调用事件注册的接口,即 回调函数.


二、代码实现

前提准备:1单例模式:单例模式(Singleton Pattern,也称为单件模式),使用最广泛的设计模式之一。其意图是保证一个类(结构体)仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点,该实例被所有程序模块共享。
2.回调函数:把一段可执行的代码像参数传递那样传给其他代码,而这段代码会在某个时刻被调用执行,这就叫做回调。

对epoll反应堆中结构体定义

/*fd包含的属性*/
struct nitem { // fd

	int fd;		//要监听的文件描述符

	int status;	//是否在监听:1->在红黑树上(监听),0->不在(不监听)
	int events;	//对应的监听事件,	EPOLLIN和EPOLLOUT(不同的事件,走不同的回调函数)
	void *arg;	//指向自己结构体指针
#if 0
	NCALLBACK callback;
#else
	NCALLBACK *readcb;   // epollin
	NCALLBACK *writecb;  // epollout
	NCALLBACK *acceptcb; // epollin
#endif
	unsigned char sbuffer[BUFFER_LENGTH]; //
	int slength;

	unsigned char rbuffer[BUFFER_LENGTH];
	int rlength;
	
};

/*分块存储*/
struct itemblock {

	struct itemblock *next;
	struct nitem *items;

};
/*epoll反应堆中包括通信的fd以及epoll的(epfd)*/
struct reactor {

	int epfd;
	struct itemblock *head; 

};

单例模式,创建reactor的一个实例

/*单例模式*/
struct reactor *instance = NULL;
int init_reactor(struct reactor *r) {

	if (r == NULL) return -1;

	int epfd = epoll_create(1); //int size
	r->epfd = epfd;

	// fd --> item
	r->head = (struct itemblock*)malloc(sizeof(struct itemblock));
	if (r->head == NULL) {
		close(epfd);
		return -2;
	} 
	memset(r->head, 0, sizeof(struct itemblock));

	r->head->items = (struct nitem *)malloc(MAX_EPOLL_EVENT * sizeof(struct nitem));
	if (r->head->items == NULL) {
		free(r->head);
		close(epfd);
		return -2;
	}
	memset(r->head->items, 0, (MAX_EPOLL_EVENT * sizeof(struct nitem)));
	
	r->head->next = NULL;
	
	return 0;
}
struct reactor *getInstance(void) { //singleton

	if (instance == NULL) {

		instance = (struct reactor *)malloc(sizeof(struct reactor));
		if (instance == NULL) return NULL;
		memset(instance, 0, sizeof(struct reactor));

		if (0 > init_reactor(instance)) {
			free(instance);
			return NULL;
		}

	}

	return instance;
}

事件注册

/*nreactor_set_event(listenfd, accept_callback, ACCEPT_CB, NULL);*/
/*nreactor_set_event(fd, read_callback, READ_CB, NULL);*/
/*fd找到对应事件*/
/*驱动注册*/
int nreactor_set_event(int fd, NCALLBACK cb, int event, void *arg) {

	struct reactor *r = getInst

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