reactor模型 preactor模型

    一般的，對一個文件描述符指定的文件或設備, 有兩種工做方式: 阻塞與非阻塞。所謂阻塞方式的意思是指, 當試圖對該文件描述符進行讀寫時, 若是當時沒有東西可讀,或者暫時不可寫, 程序就進入等待狀態, 直到有東西可讀或者可寫爲止。而對於非阻塞狀態, 若是沒有東西可讀, 或者不可寫, 讀寫函數立刻返回, 而不會等待。

     系統I/O方式可分爲阻塞，非阻塞同步和非阻塞異步三類，三種方式中，非阻塞異步模式的擴展性和性能最好。主要是講了兩種IO多路複用模式：Reactor和Proactor，並對它們進行了比較。

     通常地,I/O多路複用機制都依賴於一個事件多路分離器(Event Demultiplexer)。分離器對象可未來自事件源的I/O事件分離出來，並分發到對應的read/write事件處理器(Event Handler)。開發人員預先註冊須要處理的事件及其事件處理器（或回調函數）；事件分離器負責將請求事件傳遞給事件處理器。兩個與事件分離器有關的模式是Reactor和Proactor。Reactor模式採用同步IO，而Proactor採用異步IO。   

    什麼是同步和異步,同步和異步是針對應用程序和內核的交互而言的，同步指的是用戶進程觸發IO操做並等待或者輪詢的去查看IO操做是否就緒，而異步是 指用戶進程觸發IO操做之後便開始作本身的事情，而當IO操做已經完成的時候會獲得IO完成的通知（異步的特色就是通知）。而阻塞和非阻塞是針對於進程在 訪問數據的時候，根據IO操做的就緒狀態來採起的不一樣方式，說白了是一種讀取或者寫入操做函數的實現方式，阻塞方式下讀取或者寫入函數將一直等待，而非阻 塞方式下，讀取或者寫入函數會當即返回一個狀態值。

  通常來講I/O模型能夠分爲：同步阻塞，同步非阻塞，異步阻塞，異步非阻塞IO

  

   同步阻塞IO： 

   在此種方式下，用戶進程在發起一個IO操做之後，必須等待IO操做的完成，只有當真正完成了IO操做之後，用戶進程才能運行。JAVA傳統的IO模型屬於此種方式！

 

   同步非阻塞IO: 

在此種方式下，用戶進程發起一個IO操做之後邊可返回作其它事情，可是用戶進程須要時不時的詢問IO操做是否就緒，這就要求用戶進程不停的去詢問，從而引入沒必要要的CPU資源浪費。其中目前JAVA的NIO就屬於同步非阻塞IO。

 

   異步阻塞IO：

   此 種方式下是指應用發起一個IO操做之後，不等待內核IO操做的完成，等內核完成IO操做之後會通知應用程序，這其實就是同步和異步最關鍵的區別，同步必須 等待或者主動的去詢問IO是否完成，那麼爲何說是阻塞的呢？由於此時（通知）是經過select系統調用來完成的，而select函數自己的實現方式是 阻塞的，而採用select函數有個好處就是它能夠同時監聽多個文件句柄（就緒的沒有就緒的都有監聽，epoll是select的替代方式，只監聽就緒的 文件句柄），從而提升系統的併發性！

 

   異步非阻塞IO:

   在 此種模式下，用戶進程只須要發起一個IO操做而後當即返回，等IO操做真正的完成之後，應用程序會獲得IO操做完成的通知，此時用戶進程只須要對數據進行 處理就行了，不須要進行實際的IO讀寫操做，由於真正的IO讀取或者寫入操做已經由內核完成了。目前Java中尚未支持此種IO模型。   

    搞清楚了以上概念之後，咱們再回過頭來看看，Reactor模式和Proactor模式。

 

首先來看看Reactor模式，Reactor模式應用於同步I/O的場景。咱們分別以讀操做和寫操做爲例來看看Reactor中的具體步驟：

讀取操做：

1. 應用程序註冊讀就緒事件和相關聯的事件處理器

2. 事件分離器等待事件的發生

3. 當發生讀就緒事件的時候，事件分離器調用第一步註冊的事件處理器

4. 事件處理器首先執行實際的讀取操做，而後根據讀取到的內容進行進一步的處理

寫入操做相似於讀取操做，只不過第一步註冊的是寫就緒事件。

 

下面咱們來看看Proactor模式中讀取操做和寫入操做的過程：

讀取操做：

1. 應用程序初始化一個異步讀取操做，而後註冊相應的事件處理器，此時事件處理器不關注讀取就緒事件，而是關注讀取完成事件，這是區別於Reactor的關鍵。

2. 事件分離器等待讀取操做完成事件

3. 在 事件分離器等待讀取操做完成的時候，操做系統調用內核線程完成讀取操做（異步IO都是操做系統負責將數據讀寫到應用傳遞進來的緩衝區供應用程序操做，操做 系統扮演了重要角色），並將讀取的內容放入用戶傳遞過來的緩存區中。這也是區別於Reactor的一點，Proactor中，應用程序須要傳遞緩存區。

4. 事件分離器捕獲到讀取完成事件後，激活應用程序註冊的事件處理器，事件處理器直接從緩存區讀取數據，而不須要進行實際的讀取操做。

Proactor中寫入操做和讀取操做，只不過感興趣的事件是寫入完成事件。

    從上面能夠看出，Reactor和Proactor模式的主要區別就是真正的讀取和寫入操做是有誰來完成的，Reactor中須要應用程序本身讀取或 者寫入數據，而Proactor模式中，應用程序不須要進行實際的讀寫過程，它只須要從緩存區讀取或者寫入便可，操做系統會讀取緩存區或者寫入緩存區到真 正的IO設備.

 

    綜上所述，同步和異步是相對於應用和內核的交互方式而言的，同步 須要主動去詢問，而異步的時候內核在IO事件發生的時候通知應用程序，而阻塞和非阻塞僅僅是系統在調用系統調用的時候函數的實現方式而已