libevent学习——Reactor模式

Reactor模式

Reator的事件处理机制

Reactor翻译为“反应堆”，是一种事件驱动机制。该机制和普通函数调用的不同在于：应用程序不是主动调用某个API完成处理，相反，Reactor逆置了事件处理流程，应用程序需要提供相应的接口并注册到Reactor上，吐过相应的事件发生，Reactor将主动调用应用程序注册的接口，这些接口又被称为“回调函数（callback）”。
使用libevent也是向libevent框架注册相应的事件和回调函数，当这些事件发生时，libevent会调用这些回调函数来处理相应的事件（I/O、定时、信号）。

Reactor模式的优点

1. 响应快，不必为单个同步事件所阻塞，虽然Reactor本身是同步
2. 编程简单，可以最大程度地避免复杂地多线程和同步问题，并且避免了多线程/进程地切换开销
3. 可扩展性，可以方便地通过增加Reactor实例个数来充分利用CPU资源
4. 可复用性：Reactor框架本身与具体事件处理逻辑无关，具有较高地复用性

Reacotr模式框架

使用Reactor模型，必备地几个组件：事件源、Reactor框架、多路复用机制和事件处理程序。

1. 事件源
   Linux上是文件描述符，Windows上就是socket或者handle，这里统一称为“句柄集”；程序在指定句柄上注册关心地事件，比如I/O事件。

2. event demultiplexer——事件多路分发机制

由操作系统提供地I/O多路复用机制，比如select和epoll。程序首先将其关心地句柄（事件源）及其事件注册到event demultiplexer上；当有事件到达时，event demultiplexer会发出通知“在已注册地句柄集中，一个或多个句柄地事件已经就绪”；程序收到通知后，就可以在非阻塞地情况下对事件进行处理了。
对应到libevent中，依然是select、poll、epoll等，但是libevent使用结构体eventop进行了封装，以统一的接口来支持这些I/O多路复用机制，达到了对外屏蔽底层系统的目的。

3. Reactor——反应器

Reactor，是事件管理的接口，内部使用event demultiplexer注册、注销事件，并运行事件循环；当事件进入“就绪“状态时。调用注册事件的回调函数处理事件。
对应到libevent中，就是event_base结构体。
一个典型的Reactor声明方式：

class Reactor
{
    public:
        int registerHandler(EventHandler *pHandler, int event);
        int removeHandle(EventHandler *pHandler, int event);
        void handleEvents(timeval *ptv);
        // ...
}
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4. Event Handler——事件处理程序

事件处理程序提供一组接口，每个接口对应一类事件，供Reactor在相应的事件发生时调用，执行相应的事件处理。通常它会绑定一个有效的句柄。
对应到libevent中，就是event结构体。
下面是两种典型的Event Handler类声明方式：

class EventHandler
{
    public:
        virtual void handleRead() = 0;
        virtual void handleWrite() = 0;
        virtual void handleTimeout() = 0;
        virtual void handleClose() = 0;
        virtual HANDLE getHandle() = 0;
        // ...
}
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class EventHandler
{
    public:
        // events maybe read/write/timeout/close .etc
        virtual void handleEvents(int events) = 0;
        virtual HANDLE getHandle() = 0;
        // ...
}
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Reactor 事件处理流程