Reactor設計模式

2021-06-27 18:07:10 字數 2798 閱讀 5516

reactor這個詞譯成漢語還真沒有什麼合適的,很多地方叫反應器模式,但更多好像就直接叫reactor模式了,其實我覺著叫應答者模式更好理解一些。通過了解,這個模式更像乙個侍衛,一直在等待你的召喚,或者叫召喚獸。

併發系統常使用reactor模式,代替常用的多執行緒的處理方式,節省系統的資源,提高系統的吞吐量。

先用比較直觀的方式來介紹一下這種方式的優點,通過和常用的多執行緒方式比較一下,可能更好理解。

以乙個餐飲為例,每乙個人來就餐就是乙個事件,他會先看一下選單,然後點餐。就像乙個**會有很多的請求,要求伺服器做一些事情。處理這些就餐事件的就需要我們的服務人員了。

在多執行緒處理的方式會是這樣的:

乙個人來就餐,乙個服務員去服務,然後客人會看選單,點菜。 服務員將選單給後廚。

二個人來就餐,二個服務員去服務……

五個人來就餐,五個服務員去服務……

這個就是多執行緒的處理方式,乙個事件到來,就會有乙個執行緒服務。很顯然這種方式在人少的情況下會有很好的使用者體驗,每個客人都感覺自己是vip,專人服務的。如果餐廳一直這樣同一時間最多來5個客人,這家餐廳是可以很好的服務下去的。

來了乙個好訊息,因為這家店的服務好,吃飯的人多了起來。同一時間會來10個客人,老闆很開心,但是只有5個服務員,這樣就不能一對一服務了,有些客人就要沒有人管了。老闆就又請了5個服務員,現在好了,又能每個人都受vip待遇了。

越來越多的人對這家餐廳滿意,客源又多了,同時來吃飯的人到了20人,老闆高興不起來了,再請服務員吧,佔地方不說,還要開工錢,再請人就攢不到錢了。怎麼辦呢?老闆想了想,10個服務員對付20個客人也是能對付過來的,服務員勤快點就好了,伺候完乙個客人馬上伺候另外乙個,還是來得及的。綜合考慮了一下,老闆決定就使用10個服務人員的執行緒池啦~~~

但是這樣有乙個比較嚴重的缺點就是,如果正在接受服務員服務的客人點菜很慢,其他的客人可能就要等好長時間了。有些火爆脾氣的客人可能就等不了走人了。

reactor如何處理這個問題呢:

老闆後來發現,客人點菜比較慢,大部服務員都在等著客人點菜,其實幹的活不是太多。老闆能當老闆當然有點不一樣的地方,終於發現了乙個新的方法,那就是:當客人點菜的時候,服務員就可以去招呼其他客人了,等客人點好了菜,直接招呼一聲「服務員」,馬上就有個服務員過去服務。嘿嘿,然後在老闆有了這個新的方法之後,就進行了一次裁員,只留了乙個服務員!這就是用單個執行緒來做多執行緒的事。

實際的餐館都是用的reactor模式在服務。一些設計的模型其實都是從生活中來的。

reactor模式主要是提高系統的吞吐量,在有限的資源下處理更多的事情。

在單核的機上,多執行緒並不能提高系統的效能,除非在有一些阻塞的情況發生。否則執行緒切換的開銷會使處理的速度變慢。就像你乙個人做兩件事情,1、削乙個蘋果。2、切乙個西瓜。那你可以一件一件的做,我想你也會一件一件的做。如果這個時候你使用多執行緒,一會兒削蘋果,一會切西瓜,可以相像究竟是哪個速度快。這也就是說為什麼在單核機上多執行緒來處理可能會更慢。

但當有阻礙操作發生時,多執行緒的優勢才會顯示出來,現在你有另外兩件事情去做,1、削乙個蘋果。2、燒一壺開水。我想沒有人會去做完一件再做另一件,你肯定會一邊燒水,一邊就把蘋果削了。

理論的東西就不多講了,請大家參考一下附件《reactor-siemens.pdf》。圖比較多,e文不好也可以看懂的。

reactor設計模式,是一種基於事件驅動的設計模式。

《pattern-oriented software architecture, volume 2》

對這個模式做了詳細的講解。

這個模式的結構圖如下:

圖中的handle對應的是作業系統提供的控制代碼,例如i/o控制代碼,event_handler類持有這些控制代碼,

reactor類內部提供乙個事件迴圈:handle_events(),事件迴圈的**實現利用了作業系統提供的多路分離函式,

waitformultipleobjects或者select等,這些多路分離的函式的特點是,可以同時等待多個控制代碼,在等待過程中所在

執行緒屬於掛起狀態,不消耗cpu時間,一旦某個控制代碼被觸發,則執行緒被喚醒,函式將返回,執行緒可以執行後面的**,

利用多路分離函式的這一特點,根據被啟用的控制代碼對應的特定事件,呼叫相關的事件處理函式。可以實現事件迴圈。

register_handler()函式用於將event_handler物件註冊到事件驅動列表

中,保證對於某一型別的事件,會呼叫event_handler類的響應函式handle_event()。

reactor類在做多路分離時需要操縱event_handler類的handle,因此event_handler類需要提供get_handle()函式。

另外,當程式不需要再對特定事件響應時,需要把event_handler物件從事件驅動列表中刪除,因此reactor類還實現了

remove_handler函式。

因為reactor相對穩定,一旦實現,不需要再定製,所以沒有提供乙個抽象介面類,但event_handler是經常需要根據不同

的需求定製的,因此需要提供乙個抽象介面類,然後根據實際需求編寫派生類,提供具體控制代碼,並實現相關虛函式。

這個模式的優點是本身不涉及多執行緒,從而避免了執行緒的上下文切換。

對於響應事件處理時間較短的情況下,可以考慮使用這個模式。

如果處理乙個事件需要花費大量時間,就不能使用這個模式,那樣會導致其他事件處理被阻塞。

ace_reactor框架是這一模式的半成品,使用者只要做三件事情就可以實現並使用這一模式:

1.從ace_event_handler派生乙個或多個類

2.向ace_reactor類登記應用的事件處理物件

3.執行ace_reactor事件迴圈。

《pattern-oriented software architecture, volume 2》

《ace程式設計師指南》

reactor設計模式

reactor設計模式,是一種基於事件驅動的設計模式。pattern oriented software architecture,volume 2 對這個模式做了詳細的講解。這個模式的結構圖如下 圖中的handle對應的是作業系統提供的控制代碼,例如i o控制代碼,event handler類持有...

設計模式 reactor

先看個段子吧,更好理解 reactor這個詞譯成漢語還真沒有什麼合適的,很多地方叫反應器模式,但更多好像就直接叫reactor模式了,其實我覺著叫應答者模式更好理解一些。通過了解,這個模式更像乙個侍衛,一直在等待你的召喚,或者叫召喚獸。併發系統常使用reactor模式,代替常用的多執行緒的處理方式,...

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