高效并发模式--领导者/追随者模式

并发模式是指I/O处理单元和多个逻辑单元之间的协调完成任务的方法。

并发模式中，“同步”指的是程序完全按照代码序列的顺序执行；“异步”指的是程序的执行需要由系统事件来驱动。

领导者/追随者模式

领导者/追随者模式是多个工作线程轮流获得事件源集合，轮流监听、分发并处理事件的一种模式。

领导者线程：在任意时间点，程序都仅有一个领导者线程。负责监听I/O事件。

追随者线程：当前时间点，除领导者线程之外的所有线程都是追随者，都休眠在线程池中等待成为新的领导者。

当前的领导者如果检测到I/O事件：

1. 从线程池中推线新的领导者；
2. 旧的领导者去处理I/O事件；
3. 新的领导者等待新的I/O事件。

组件

• 句柄集（HandleSet）

  句柄（Handle）用于表示I/O资源，Linux下通常是文件描述符。句柄集管理从多句柄。

  • wait_for_event()：监听句柄集中的所有句柄的I/O事件，并将就绪事件通知给领导者进程。
  • register_handle()：绑定句柄和事件处理器。
  • unregister_handle()：解绑句柄和事件处理器。

• 线程集（ThreadSet）

  所有工作线程，包括领导者线程和追随者线程。线程集主要负责线程之间的同步，以及推选新的领导者。线程状态包括：

  
  • Leader：领导者身份，等待句柄集上的I/O事件。当检测到新的I/O事件，可以推选新的领导者，本线程转为Processing处理事件，也可能指定其他追溯者来处理事件；
  • Processing：正在处理事件；
  • Follower：追随者身份，等待成为新的领导者，也可能被当前领导者指定来处理新的任务。

• 事件处理器（EventHandler）和具体事件处理器（ConcreteEventHandler）

  事件处理器通常包含一个或多个回调函数handle_event。这些回调函数用于处理事件对应的业务逻辑。

优势&缺陷

优势：

1. 不需要在线程之间传递任何额外的数据（领导者自己监听I/O事件并处理请求）；
2. 线程之间无须同步队请求队列的访问（对比半同步/半反应堆模式）。

缺陷：

1. 仅支持一个事件源集合
2. 无法让每个工作线程独立地管理多个客户连接