在处理web请求时,通常有两种体系结构,分别为:thread-based architecture(基于线程)、event-driven architecture(事件驱动)
基于线程的体系结构通常会使用多线程来处理客户端的请求,每当接收到一个请求,便开启一个独立的线程来处理。这种方式虽然是直观的,但是仅适用于并发访问量不大的场景,因为线程需要占用一定的内存资源,且操作系统在线程之间的切换也需要一定的开销,当线程数过多时显然会降低web服务器的性能。并且,当线程在处理I/O操作,在等待输入的这段时间线程处于空闲的状态,同样也会造成cpu资源的浪费。一个典型的设计如下:
事件驱动体系结构是目前比较广泛使用的一种。这种方式会定义一系列的事件处理器来响应事件的发生,并且将服务端接受连接与对事件的处理分离。其中,事件是一种状态的改变。比如,tcp中socket的new incoming connection、ready for read、ready for write。
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。目前,许多流行的开源框架都用到了reactor模式,如:netty、node.js等,包括java的nio。
总体图示如下:
handle在linux中一般称为文件描述符,而在window称为句柄,两者的含义一样。handle是事件的发源地。比如一个网络socket、磁盘文件等。而发生在handle上的事件可以有connection、ready for read、ready for write等。
同步事件分离器,本质上是系统调用。比如linux中的select、poll、epoll等。比如,select方法会一直阻塞直到handle上有事件发生时才会返回。
事件处理器,其会定义一些回调方法或者称为钩子函数,当handle上有事件发生时,回调方法便会执行,一种事件处理机制。
具体的事件处理器,实现了Event Handler。在回调方法中会实现具体的业务逻辑。
初始分发器,也是reactor角色,提供了注册、删除与转发event handler的方法。当Synchronous Event Demultiplexer检测到handle上有事件发生时,便会通知initiation dispatcher调用特定的event handler的回调方法。
1. 当应用向Initiation Dispatcher注册Concrete Event Handler时,应用会标识出该事件处理器希望Initiation Dispatcher在某种类型的事件发生发生时向其通知,事件与handle关联
2. Initiation Dispatcher要求注册在其上面的Concrete Event Handler传递内部关联的handle,该handle会向操作系统标识
3. 当所有的Concrete Event Handler都注册到 Initiation Dispatcher上后,应用会调用handle_events方法来启动Initiation Dispatcher的事件循环,这时Initiation Dispatcher会将每个Concrete Event Handler关联的handle合并,并使用Synchronous Event Demultiplexer来等待这些handle上事件的发生
4. 当与某个事件源对应的handle变为ready时,Synchronous Event Demultiplexer便会通知 Initiation Dispatcher。比如tcp的socket变为ready for reading
5. Initiation Dispatcher会触发事件处理器的回调方法。当事件发生时, Initiation Dispatcher会将被一个“key”(表示一个激活的handle)定位和分发给特定的Event Handler的回调方法
6. Initiation Dispatcher调用特定的Concrete Event Handler的回调方法来响应其关联的handle上发生的事件
https://dzone.com/articles/understanding-reactor-pattern-thread-based-and-eve
Reactor “An Object Behavioral Pattern for Demultiplexing and Dispatching Handles for Synchronous Events“ Douglas C. Schmidt Department of Computer Science Washington University, St. Louis, MO