Reactor 和 Proactor

reactor模式是 基于I/O多路复用和面向对象的思想 的。它是一种 事件驱动架构 ，把线程和连接进行解耦， 线程只用来执行事件注册的回调函数 。事件驱动架构由 事件生产者 和 事件消费者 组成。采用的是同步加非阻塞，epoll监听的是可读可写事件。 Reactor模式分为两个重要组成部分， Reactor 和 Handler 。

• Reactor(反应器) ： 循环监听就绪IO事件，并分发给回调函数 。
• Handler(回调函数) ： 执行对应IO事件的实际业务逻辑 。

reactor模式下可以分为 单线程模型，多线程模型，以及主从reactor模型。

• 在单线程模型中：IO事件的轮询以及accept以及IO事件执行都是在一个线程中执行的。所以说都是一个任何操作都是同步的过程。效率不高。
• 在多线程模型中： 比起单线程模型会多加入一个业务线程池 。将非IO操作也就是 业务逻辑处理交给业务线程池来做 ，这样提高reactor的IO响应效率。但是 所有IO操作还是在一个reactor单线程 中完成的，在高并发场景下，效率不好。
• 在主从reactor模型中： 为了充分利用多核cpu，将reactor拆分成了主reactor和从reactor。主reactor用来accept，将新连接交给从reactor。从reactor就负责这个连接的后续IO事件，并将对应的业务逻辑操作交给线程池来处理。

第⼀个缺点，因为只有⼀个进程， ⽆法充分利⽤ 多核 CPU 的性能； 第⼆个缺点， Handler 对象在业务处理时，整 个进程是⽆法处理其他连接的事件的 ， 如果业务处理耗时⽐较⻓，那么就造成响应的延迟； 所以，单 Reactor 单进程的⽅案不适⽤计算机密集型的场景，只适⽤于业务处理⾮常快速的场景。 Redis 是由 C 语⾔实现的，它采⽤的正是「单 Reactor 单进程」的⽅案，因为 Redis 业务处理主要是在内存中完成，操作的速度是很快的，性能瓶颈不在 CPU 上，所以 Redis 对于命令的处理是单进程的⽅案。 如果要克服「单 Reactor 单线程 / 进程」⽅案的缺点，那么就需要引⼊多线程 / 多进程，这样就产⽣了单 Reactor 多线程 / 多进程的⽅案。 Reactor 对象通过 select （IO 多路复⽤接⼝） 监听事件，收到事件后通过 dispatch 进⾏分发，具体分发给 Acceptor 对象还是 Handler 对象，还要看收到的事件类型； 如果是连接建⽴的事件，则交由 Acceptor 对象进⾏处理， Acceptor 对象会通过 accept⽅法 获取连接，并创建⼀个 Handler 对象来处理后续的响应事件； 如果不是连接建⽴事件， 则交由当前连接对应的 Handler 对象来进⾏响应； 上⾯的三个步骤和单 Reactor 单线程⽅案是⼀样的，接下来的步骤就开始不⼀样了： Handler 对象不再负责业务处理，只负责数据的接收和发送 ， Handler 对象通过 read 读取到数据后，会将数据发给⼦线程⾥的 Processor 对象进⾏业务处理； ⼦线程⾥的 Processor 对象就进⾏业务处理，处理完后，将结果发给主线程中的 Handler对象，接着由 Handler 通过 send ⽅法将响应结果发送给 client； 单 Reator 多线程的⽅案优势在于能够充分利⽤多核 CPU 的能，那既然引⼊多线程，那么⾃然就带来了多线程竞争资源的问题。 另外，「单 Reactor」的模式还有个问题， 因为⼀个 Reactor 对象承担所有事件的监听和响应，⽽且只在主线程中运⾏，在⾯对瞬间⾼并发的场景时，容易成为性能的瓶颈的地⽅ 要解决「单 Reactor」的问题，就是将「单 Reactor」实现成「多 Reactor」，这样就产⽣了多 Reactor 多进程 / 线程的⽅案。 Proactor 正是采⽤了异步 I/O 技术，所以被称为异步⽹络模型。 现在我们再来理解 Reactor 和 Proactor 的区别，就⽐较清晰了。 Reactor 是**⾮阻塞同步**⽹络模式，感知 的是就绪可读写事件 。在每次 感知到有事件发⽣（⽐如可读就绪事件）后，就需要 应⽤进程主动调⽤ read ⽅法来完成数据的读取，也就是要应⽤进程主动将 socket 接收缓存中的数据读到应⽤进程内存中，这个过程是同步的 ，读取完数据后应⽤进程才能处理数据。 Proactor 是 异步 ⽹络模式， 感 知的是已完成的读写事件 。在发起异步读写请求时，需要传⼊数据缓冲区的地址（⽤来存放结果数据）等信息，这样系统内核才可以⾃动帮我们把数据的读写⼯作完成，这⾥的读写⼯作全程由操作系统来做，并不需要像 Reactor 那样还需要应⽤进程主动发起 read/write 来读写数据，操作系统完成读写⼯作后，就会通知应⽤进程直接处理数据。 ⽆论是 Reactor，还是 Proactor，都是⼀种基于「事件分发」的⽹络编程模式，区别在于 Reactor 模式是基于「待完成」的 I/O 事件，⽽ Proactor 模式则是基于「已完成」的 I/O 事件。