高併發編程模型Reactor

本文旨在講述linux平臺下利用epoll構建Reactor模型。所謂高併發就是：用盡可能快的速度、儘可能少的資源，幹盡可能多的活。因此須要條件以下：1.非阻塞IO；2.線程利用最大化。

epoll是linux平臺提供的多路io複用技術(還有select/poll)，其餘平臺有與其相似的接口。它的設計思想是：用一個阻塞監聽多個io，避免了多個io阻塞多個過程調用。

最簡單的網絡編程模型有：多線程(每一個鏈接建立一個線程)，多進程(每一個鏈接建立一個進程)，但這樣不少線程/進程只工做一小段時間，其餘時間都是沒事幹的狀態，資源利用率大大下降。

有了多路io複用epoll就好多了，它幫咱們監測多個io端口，只須要阻塞在epoll_wait。廣大的程序員創建了一個通用模型Reactor，方便了後臺服務程序的開發。

《第一個級別》最簡單的是單線程Reactor模式，即用一個epoll，放在一個線程，循環執行操做。負責①「接收新鏈接」、②「已有鏈接的io讀寫」、③「處理定時器任務」、④「處理實際的業務邏輯」，四部分工做。

首先是「接收新鏈接」，就是用Reactor監聽Acceptor；若是有新鏈接到來，就將新鏈接的讀寫操做監聽到Reactor；定時器任務不用啓動新線程sleep，一個比較好的方案是將timerfd也放到Reactor監聽；最後是處理實際的業務邏輯，不知道是誰創造的這個完美方案：若是有事件須要處理，就給Reactor發一個寫操做(寫8字節特殊字符)，暫時中斷它的wait，將它從io等待io中激活，去處理用戶任務。這樣一個線程就能夠同時兼顧四項工做，將線程利用率最大化。

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《第二個級別》若是鏈接數很是大或者業務邏輯耗時較長，能夠將①②放在一個線程，③④放在線程池操做，中間經過任務隊列協調。若是還不能支撐，就將①放在一個線程，②放在一個線程，或者開多個線程用於接收鏈接和處理網絡io，用於針對所謂的的高併發請求。

《第三個級別》若是一臺電腦開線程到CPU的最合適數量，還不可以應付併發數量，就涉及到服務器集羣了，多臺服務器協同配合應對高併發。例若有：專門處理鏈接的服務器、處理網絡io的服務器、處理業務邏輯的服務器、數據庫服務器。怎麼分配這些服務器的工做，怎麼協調，怎麼保證可靠性，就是專門的議題了。