网络模块-reactor模式

reactor其实没那么神秘

背景
介绍
实现一个单线程的reactor（epoll）
- 单独事件结构体
- reactor总表
- reactor事件增删改
总结
- 优点
- 缺点
- 使用到reactor的开源库

背景

高性能服务器的开发需要考虑到3点：I/O事件、定时事件、信号。
对于多并发的场景，我们应该如何高效的管理和操作多个IO端口，日常有两种高效的事件处理模型：reactor和proactor，值得我们借鉴。以下讲的是reactor。高性能网络服务器的必备技术之一。

介绍

reactor模式中文翻译为反应堆，是一种事件驱动机制，简单来说是对io多路复用上的封装，用于管理多个io端口。可以及时对io数据进行处理
reacor中心思想是将所有的事件注册到多路复用器上，等待I/O事件的到来，调用事先注册的事件（这些注册的事件也叫做回调函数），到对应的处理器中。

reactor的3种模式

单线程模式
多线程模式（单reactor）
多线程模式（多reactor）

这篇文章我们主要介绍最简单的单线程模式
reactor内部由3个组件组成：多路复用器+ 事件分发器 + 事件处理器。

小黑板：

多路复用器：由操作系统提供，在linux一般就是select、poll、epoll等系统调用
事件分发器：将多路复用器中返回的就绪事件分到对应的处理函数中
事件处理器：处理特定事件的处理函数

在这里插入图片描述

实现一个单线程的reactor（epoll）

reactor重将每个事件封装成一个结构体，而后将这些结构体以下写出reactor一些重要的部分，用于封装epoll模型

单独事件结构体

描述

用于管理每一个IO事件

代码

struct ntyevent {
	int fd;		// sockfd
	int events;		// event事件，即触发的条件
	void *arg;	// 参数，避免有需要参数传递
	int (*callback)(int fd, int events, void *arg);	// 回调函数，当触发时使用什么函数处理
	
	int status;	// 状态，用于判断该事件是否删除
	char buffer[BUFFER_LENGTH];	// 接收或需要发送的数据
	int length;		// 实际接收或发送数据的长度
	long last_active;	// 最后活跃的时间，用于关闭一段时间内不活跃的事件
};

reactor总表

描述

用于控制整个reactor事件，由所有的io事件组成,这里我们用指针对其集合，当然也可以使用数组或红黑树

代码

struct ntyreactor {
	int epfd;	// 为epoll_create创建的红黑树节点
	struct ntyevent *events;	// 所有事件的结合
};

reactor事件增删改

// 将信息与事件进行绑定
void nty_event_set(struct ntyevent *ev, int fd, NCALLBACK callback, void *arg) {

	ev->fd = fd;
	ev->callback = callback;
	ev->events = 0;
	ev->arg = arg;
	ev->last_active = time(NULL);

	return ;
}
// 事件添加
int nty_event_add(int epfd, int events, struct ntyevent *ev) {

	struct epoll_event ep_ev = {0, {0}};
	ep_ev.data.ptr = ev;
	ep_ev.events = ev->events = events;

	int op;
	if (ev->status == 1) {
		op = EPOLL_CTL_MOD;
	} else {
		op = EPOLL_CTL_ADD;
		ev->status = 1;
	}

	if (epoll_ctl(epfd, op, ev->fd, &ep_ev) < 0) {
		printf("event add failed [fd=%d], events[%d]\n", ev->fd, events);
		return -1;
	}

	return 0;
}

// 事件删除
int nty_event_del(int epfd, struct ntyevent *ev) {

	struct epoll_event ep_ev = {0, {0}};

	if (ev->status != 1) {
		return -1;
	}

	ep_ev.data.ptr = ev;
	ev->status = 0;
	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &ep_ev);

	return 0;
}