Linux -- Reactor

结构

1. handles

资源的标志.这些资源通常包含网络连接,文件,定时器,同步对象等.handles 被用在注册服务器来标记socket,以便同步事件复用(Synchronous Event Demultiplexer)能等待这些资源就绪.注册服务器对两种事件感兴趣,一是连接事件(connetion events)一是可读事件(read events),分别代表传入新的客户端连接和记录数据.注册服务器对每个客户端都保持一个独立的连接.每一条连接对应server上的一个socket ,这个socket在reactor模式中称为handle.在这个模式中,具体的来说,handle就是concrete event handler的文件描述符

2. synchronous events demultiplexer

阻塞等待handles集之中有事件就绪.当有handle就绪时返回.其中一个常用的I/O事件复用就是select()函数.

3. initiation dispatcher

一个注册,删除,分配event handlers的接口. synchronous events demultiplexer负责等待新事件发生.当synchronous events demultiplexer检测到新事件,它将通知initiation dispatcher 去调用特定的事件处理器(event handlers).事件包括:连接接受事件(connection acceptance events),数据读写事件(data i/o事件),超时事件(time out events)

4. event handler

抽象类(或接口).包含一个hook method等待具体子类实现

5. concrete event handler

实现了hook method,也就是处理特定事件的特定方法.应用程序在initiation dispatcher中注册concrete event handler去处理特定类型的事件.当事件到达,inittiation dispatcher调用该类事件对应的concrete event handler的hook method.

协作

1 : 注册event handler

应用程序在initiation dispatcher中注册concrete event handler,这就意味着应用程序把某类特定事件(handle)和此concrete event handler关联在了一起.之后若有此类事件发生,initiation dispatcher 将通知(notify)此concrete event handler.

Initiation dispatcher 要求每个event handler回传他们自己的handle,其实就是他们自己的文件描述符fd.以便initiation dispatcher 记录.

2 : 启动event loop

当所有的event handlers注册完毕,应用程序调用initiation dispatcher的handle_events()函数启动event loop.event loop的具体代码见下.

Handle_events(){

         For(;;){           //event loop

                   Select(handlers);    //select 无事件时阻塞

                   Foreach h in handlers    //遍历handlers,处理就绪的事件

                            h.handle_event(event)

                   endforeach

　　}

}

这时,initiation dispatcher使用Synchronous Event Demultiplexer等待这些handles上的事件发生.

3 : 事件就绪

当一个对应着事件源的handle就绪, Synchronous Event Demultiplexer通知initiation dispatcher.例如:一个TCP socket 可读就绪

4 : 处理事件

收到某handle就绪的通知后,Initiation dispatcher 触发对应event handler的hook method来处理就绪事件

Linux中的epoll

Epoll简直是为reactor而生的.epoll_create()创建的就是initiation dispatcher,又名reactor.

Epoll_ctl()可以实现了注册,删除,修改handlers(或称 event).epoll_wait()就是synchronous events demultiplexer.

标准编程:

#define IPADDRESS   "127.0.0.1"

#define PORT        8787

#define MAXSIZE     1024

#define LISTENQ     5

#define FDSIZE      1000

#define EPOLLEVENTS 100

listenfd = socket_bind(IPADDRESS,PORT);

struct epoll_event events[EPOLLEVENTS];

//创建一个描述符

epollfd = epoll_create(FDSIZE);

//添加监听描述符事件

add_event(epollfd,listenfd,EPOLLIN);

//循环等待 event loop

for ( ; ; ){

    //该函数返回已经准备好的描述符事件数目

    ret = epoll_wait(epollfd,events,EPOLLEVENTS,-);

    //处理接收到的连接

    handle_events(epollfd,events,ret,listenfd,buf);

}

//事件处理函数

static void handle_events(int epollfd,struct epoll_event *events,int num,int listenfd,char *buf)

{

     int i;

     int fd;

     //进行遍历;这里只要遍历已经准备好的io事件。num并不是当初epoll_create时的FDSIZE。

     for (i = ;i < num;i++)

     {

         fd = events[i].data.fd;

        //根据描述符的类型和事件类型进行处理

         if ((fd == listenfd) &&(events[i].events & EPOLLIN))

            handle_accpet(epollfd,listenfd);

         else if (events[i].events & EPOLLIN)

            do_read(epollfd,fd,buf);

         else if (events[i].events & EPOLLOUT)

            do_write(epollfd,fd,buf);

     }

}

//添加事件

static void add_event(int epollfd,int fd,int state){

    struct epoll_event ev;

    ev.events = state;

    ev.data.fd = fd;

    epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev);

}

//处理接收到的连接

static void handle_accpet(int epollfd,int listenfd){

     int clifd;

     struct sockaddr_in cliaddr;

     socklen_t  cliaddrlen;

     clifd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&cliaddr,&cliaddrlen);

     if (clifd == -)

     perror("accpet error:");

     else {

         printf("accept a new client: %s:%d\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr),cliaddr.sin_port);                       //添加一个客户描述符和事件

         add_event(epollfd,clifd,EPOLLIN);

     }

}

//读处理

static void do_read(int epollfd,int fd,char *buf){

    int nread;

    nread = read(fd,buf,MAXSIZE);

    if (nread == -)     {

        perror("read error:");

        close(fd); //记住close fd

        delete_event(epollfd,fd,EPOLLIN); //删除监听

    }

    else if (nread == )     {

        fprintf(stderr,"client close.\n");

        close(fd); //记住close fd

        delete_event(epollfd,fd,EPOLLIN); //删除监听

    }

    else {

        printf("read message is : %s",buf);

        //修改描述符对应的事件，由读改为写

        modify_event(epollfd,fd,EPOLLOUT);

    }

}

//写处理

static void do_write(int epollfd,int fd,char *buf) {

    int nwrite;

    nwrite = write(fd,buf,strlen(buf));

    if (nwrite == -){

        perror("write error:");

        close(fd);   //记住close fd

        delete_event(epollfd,fd,EPOLLOUT);  //删除监听

    }else{

        modify_event(epollfd,fd,EPOLLIN);

    }

    memset(buf,,MAXSIZE);

}

//删除事件

static void delete_event(int epollfd,int fd,int state) {

    struct epoll_event ev;

    ev.events = state;

    ev.data.fd = fd;

    epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,&ev);

}

//修改事件

static void modify_event(int epollfd,int fd,int state){

    struct epoll_event ev;

    ev.events = state;

    ev.data.fd = fd;

    epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_MOD,fd,&ev);

}

巴特西