前言
服务器端处理WEB请求,通常有两种体系结构:
1、基于线程————thread-based architecture
2、事件驱动————event-driven architecture
基于线程(thread-based architecture)的体系结构
服务器端通常使用多线程来处理客户端的请求,每接收到一个请求,便开启一个独立的线程来处理。这种方式比较直观,适用并发访问量不大的场景。
独立线程来处理客户端请求,需要占用一定的内存资源,操作系统在线程之间的切换也需要一定的开销,当线程数过多时会降低web服务器的性能,线程在处理I/O操作时,在等待输入的这段时间线程处于空闲的状态,同样也会造成CPU资源的浪费。
事件驱动(event-driven architecture,EDA)的体系结构
侧重于以生成/消费为基础的异步通信的架构模式,对照于传统的基于线程的同步系统。这种方式会定义一系列的事件处理器来响应事件的发生,并且将服务端接受连接与对事件的处理分离。
事件是一种状态的改变,比如:tcp中socket的new incoming connection、ready for read、ready for write。
Reactor设计模式(反应器设计模式)
Reactor设计模式是事件驱动(event-driven architecture,EDA)的的一种实现方式,是一种处理一个或多个客户端并发交付服务请求的事件设计模式.
Reactor设计模式处理多个客户端并发的向服务端请求服务的场景,每种服务在服务端可能由多个方法组成,reactor会解耦并发请求的服务并分发给对应的事件处理器来处理。
目前,许多流行的开源框架都用到了reactor模式,如:netty、node.js等,包括java的nio。
Reactor的角色构成
1、Handle==>
handle在linux中一般称为“文件描述符”,Window中称为“句柄”,两者的含义一样。handle是事件的发源地,如一个网络socket、磁盘文件等,而发生在handle上的事件可以有connection、ready for read、ready for write等。
2、Synchronous Event Demultiplexer==>
同步事件分离器,本质上是系统调用。如,linux中的select、poll、epoll等。如,select方法会一直阻塞直到handle上有事件发生时才会返回。
3、Event Handler==>
事件处理器,会定义一些回调方法或者称为钩子函数,当handle上有事件发生时,回调方法便会执行,一种事件处理机制。
4、Concrete Event Handler==>
具体的事件处理器,Event Handler的具体实现,在回调方法中会实现具体的业务逻辑。
5、Initiation Dispatcher==>
初始分发器,也是reactor角色,提供了注册、删除与转发event handler的方法。
当Synchronous Event Demultiplexer检测到handle上有事件发生时,便会通知initiation dispatcher调用特定的event handler的回调方法。
Reactor设计模式的处理流程
1、当应用向Initiation Dispatcher注册Concrete Event Handler时,应用会标识出该事件处理器希望Initiation Dispatcher在某种类型的事件发生发生时向其通知,事件与handle关联;
2、Initiation Dispatcher要求注册在其上面的Concrete Event Handler传递内部关联的handle,该handle会向操作系统标识;
3、当所有的Concrete Event Handler都注册到Initiation Dispatcher上后,应用会调用handle_events方法来启动Initiation Dispatcher的事件循环,这时Initiation Dispatcher会将每个Concrete Event Handler关联的handle合并,并使用Synchronous Event Demultiplexer来等待这些handle上事件的发生;
4、当与某个事件源对应的handle变为ready时,Synchronous Event Demultiplexer便会通知 Initiation Dispatcher。比如,tcp的socket变为ready for reading;
5、Initiation Dispatcher会触发事件处理器的回调方法。当事件发生时, Initiation Dispatcher会将被一个"key"(表示一个激活的handle)定位和分发给特定的Event Handler的回调方法;
6、Initiation Dispatcher调用特定的Concrete Event Handler的回调方法来响应其关联的handle上发生的事件;