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什么是reactor

Reactor 模式是一种高性能的事件驱动设计模式,广泛应用于网络服务器、中间件等需要高并发的场景(如 Redis、Nginx、Netty)。它的核心思想是通过事件分发机制处理大量并发请求,避免为每个连接创建线程/进程的开销。


Reactor 模式的核心组件

  1. Reactor(反应器)

    • 负责监听和分发事件(如 I/O 事件),通过事件循环(Event Loop)轮询多路复用器(如 epoll/select)。
    • 将就绪的事件分发给对应的处理器(Handler)。
  2. Demultiplexer(多路复用器)

    • 底层使用系统调用(如 epollkqueue)监听多个文件描述符(Socket),返回就绪的事件列表。
  3. EventHandler(事件处理器)

    • 定义处理事件的接口,通常包含 handle_event() 方法,处理读/写/错误等事件。
  4. Concrete Handler(具体处理器)

    • 实现业务逻辑,例如解析 HTTP 请求、数据库查询等。

工作流程

  1. 注册事件:将需要监听的事件(如 Socket 可读/可写)注册到多路复用器。
  2. 事件循环:Reactor 通过多路复用器阻塞等待事件发生。
  3. 事件触发:当某个 Socket 就绪时,多路复用器返回就绪的事件列表。
  4. 分发处理:Reactor 调用对应的事件处理器处理业务逻辑。

Reactor 的常见变种

  1. 单线程 Reactor

    • Reactor + Handler 全部运行在单个线程中(如 Redis)。
    • 优点:简单,无锁竞争。
    • 缺点:无法利用多核 CPU,耗时任务会阻塞事件循环。
  2. 多线程 Reactor

    • Reactor 在单线程运行,但 Handler 交给线程池处理(如 Nginx)。
    • 优点:利用多核资源。
  3. 主从 Reactor (Master-Slave)

    • Main Reactor 负责接收连接,Sub Reactor(s)负责处理 I/O (如 Netty)。
    • 优点:进一步解耦连接建立和数据处理。

代码示例(C++伪代码)

// Reactor核心伪代码
class Reactor {
public:
    void register_handler(EventHandler* handler, EventType type);
    void run() {
        while (true) {
            // 通过epoll等获取就绪事件
            events = demultiplexer.wait(); 
            for (auto& event : events) {
                // 分发到对应handler
                event.handler->handle_event(event.type); 
            }
        }
    }
};

应用场景

  • Web服务器(Nginx)
  • RPC框架(gRPC)
  • 实时通信系统(WebSocket)
  • KV存储服务端(Redis)

如果需要更具体的实现细节或开源库分析,可以进一步讨论!


内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问

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