ACE中的Proactor和Reactor

? ? ? ? ACE_Select_Reactor是除Windows之外所有平臺使用的默認反應器實現，在這些系統上最終會用select()系統函數進行等待。在Windows上ACE_WFMO_Reactor是默認的反應器實現。該實現沒有使用select()多路分離器，而是使用了WaitForMultipleObjects()。在使用ACE_WFMO_Reactor時，需要一些權衡：ACE_WFMO_Reactor只能登記62個句柄。底層的WaitForMutipleObejcts()函數是64個，ACE在內部使用了其中的兩個；I/O類型，ACE_WFMO_Reactor只在socket句柄上支持handler_input()、handler_output()和handler_exception()的I/O回調；只要句柄能用于WaitForMultipleObjects()，ACE_WFMO_Reactor就能對其做出反應，比如文件變更通知句柄和事件句柄。

? ? ? ?ACE_WIN32_Proactor是Windows上的ACE_Proactor實現，它使用I/O完成多口進行完成事件檢測。在初始化異步操作工廠時（比如ACE_Asynch_Read_Stream或ACE_Aysnch_Write_Stream），I/O句柄會與Proactor的I/O完成端口關聯在一起。在這種實現里，Windows的GetQueuedCompletionStatus()函數用于執行時間循環。多個線程可以同時執行ACE_WIN32_Proactor時間循環。POSIX系統上的ACE?Proactor實現提供了多種用于發起I/O操作、并檢查其完成的機制。ACE所封裝的POSIX異步I/O機制支持read()和write()操作，但不支持與TCP/IP連接相關的操作，為了支持ACE_Asynch_Acceptro和ACE_Asynch_Connector的函數，ACE使用了一個單獨的線程來執行與連接有關的操作。因此，在POSIX平臺上使用Proactor框架時，程序將會運行多個線程。ACE的內部機制使得你不用再多個線程中對時間進行處理，所以你無需增加任何特殊的加鎖或同步。

? ? ? ? 首先想寫網絡處理程序，那么要清楚各個步驟的限制是什么，簡單的說，肯定有讀取(寫)數據，和處理數據兩個部分，那么這個兩個部分有什么特點呢？讀取數據主要是I/O操作，而單個的I/O操作可能會有等待，而且I/O操作對CPU的耗費很少，最重要的是I/O速度與CPU速度比跟龜速差不多。一個線程就可以處理很多路的I/O操作，在一次I/O完成的時候會激活分離器，由分離器調用事件處理器。做個假設，可能同時有1000個數據請求，如果不用reactor，那么可能會開啟1000個線程或者進程進行服務，這個時候首先線程之間的切換和鎖開銷是非常大的，而如果采用reactor，可能會只用一個讀線程，輪流讀取這1000個請求，然后當其中的一個讀取完成后，激活分離器，分離器調用事件處理器，這樣的話，如果系統處理數據很快的話，那么同時存在的線程可能很少，就減少了系統的線程創建切換和銷毀。

? ? ? ? 記得以前寫過的服務器程序，都是有一個讀取請求線程池，一個處理線程池，這樣的話其實和Reactor模式的原理差不多，把讀取和處理分離開來，然后用一個消息隊列來完成讀取與處理的通信，這樣會用到鎖，鎖的設計不僅復雜而且會有系統開銷。但是Reactor沒有用鎖，只把一個buffer告訴分發器，當讀取結束就回調處理handler。（在ACE中是否用鎖實現的不是很確定）而且，想剛才那樣設計交互就比較麻煩，如果光是讀還比較簡單，但是讀到如果會送那么就比較麻煩了。

下面是別的博文上總結Reactor和Proactor的讀的過程：

在Reactor中實現讀：
- 注冊讀就緒事件和相應的事件處理器
- 事件分離器等待事件
- 事件到來，激活分離器，分離器調用事件對應的處理器。

- 事件處理器完成實際的讀操作，處理讀到的數據，注冊新的事件，然后返還控制權。

在Proactor中實現讀：
- 處理器發起異步讀操作（注意：操作系統必須支持異步IO）。在這種情況下，處理器無視IO就緒事件，它關注的是完成事件。
- 事件分離器等待操作完成事件
- 在分離器等待過程中，操作系統利用并行的內核線程執行實際的讀操作，并將結果數據存入用戶自定義緩沖區，最后通知事件分離器讀操作完成。
- 事件分離器呼喚處理器。
- 事件處理器處理用戶自定義緩沖區中的數據，然后啟動一個新的異步操作，并將控制權返回事件分離器


簡單總結下相同點與不同點：
相同點
1）都有Event Demutiplexer（為什么叫事件多路分離器呢？主要是從它的功能上看，它能夠把事件源的I/O時間分離出來，并分發到對應的read/write事件處理區(Event Handler)），負責回調handler。
2）讀（寫）數據，與讀結束后處理為分開的兩個過程，這也是Reactor的重點所在，不用一個線程完成從讀數據一直到處理結束，讀數據線程和處理線程是兩個不同的線程。這樣做有個優點，因為讀取數據可能會很耗費時間，讀取其實瓶頸為系統的I/O，一個線程就可以處理很多路數據的I/O處理。

不同點：
1）Proactor是在I/O操作完成才回調handler，而Reactor是在I/O可以進行讀或寫操作時候調用handler。
2）Proactor的讀寫是利用操作系統支持異步I/O讀寫操作完成的，而Reactor的I/O操作是由用戶完成的。
3）Reactor為同步的，需要用戶自己去執行I/O操作然后等待I/O操作完成，在執行某些操作，Proactor為異步的，發起I/O操作后就交給操作系統了，只關心IO完成事件。這里一開始理解有個小的誤區，


? ? ? ? 其實Reactor和Proactor在等待I/O事件到來的時候都可以理解為異步的，可能都用到select()底層函數，當端口可操作時候由操作系統異步的通知，這個時候Reactor收到通知，調用handler。然而Proactor收到端口可操作的時候還不滿意，需要在I/O操作完成后再異步的通知，這樣Proactor相當于兩層異步操作，而說Reactor和Proactor的“異步”，指的為后面的I/O操作。

? ? ? ? “Reactor框架中用戶定義的操作是在實際操作之前調用的。比如你定義了操作是要向一個SOCKET寫數據，那么當該SOCKET可以接收數據的時候，你的操作就會被調用；而Proactor框架中用戶定義的操作是在實際操作之后調用的。比如你定義了一個操作要顯示從SOCKET中讀入的數據，那么當讀操作完成以后，你的操作才會被調用?！?br />

參考：

http://www.cnblogs.com/dawen/archive/2011/05/18/2050358.html
http://name5566.com/4175.html 《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ACE中的Proactor和Reactor的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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