线程处理模型/事件处理模式

目录

• 传统多线程阻塞
• Reactor（反应堆）
  • 实现流程
  • 单Reactor单线程
  • 单Reactor多线程
  • 多Reactor多线程
• Proactor（前摄器）
  • 异步IO实现流程
  • 同步IO实现流程

传统多线程阻塞

阻塞方式
多线程独立完成数据输入、业务处理、数据返回

问题：

• 高并发时，需要创建大量线程，会受系统线程数限制，也有创建开销
• 线程大量阻塞时，也浪费资源

Reactor（反应堆）

基于同步IO模型
主线程负责监听文件描述符上的事件，由工作线程负责处理

• 解决传统多线程阻塞的两个问题：IO复用，线程池

实现流程

1. 主线程调用epoll_wait等待可读事件
2. 事件到达，主线程将对应fd放入线程池中的某个工作线程
3. 工作线程完成数据读取、业务处理、注册新事件然后返回控制权

单Reactor单线程

1. 一个线程完成所有操作，epoll_wait、accept处理、读写处理
2. redis就使用这种，因为redis数据都在内存，速度限制不在cpu，而在网络io；个人猜想，多线程加锁和切换的开销比网络io阻塞的开销更大
3. 缺点：无法利用多核特性，业务处理时间长影响所有连接
4. 场景：适合业务处理快，计算不密集

单Reactor多线程

1. 主线程完成监听事件、accept和分发，子线程负责处理事件
2. 优点：利用多核
3. 缺点：多线程竞争；所有事件都由主线程监听，瞬间高并发时候容易有性能瓶颈

多Reactor多线程

1. 主线程负责监听并处理accept和分发，子线程负责监听自己的事件和处理事件；one loop per thread
2. 优点：利用多核；主线程和子线程分工明确，编码简单
3. 场景：瞬间高并发

Proactor（前摄器）

基于异步IO模型，但能用同步IO模拟
把所有IO操作都交给主线程和内核处理，工作线程只负责业务逻辑

异步IO实现流程

1. 主线程利用异步IO向内核注册读事件
2. 主线程继续执行自己的逻辑
3. 主线程接收到内核的信号，利用信号处理程序将事件交给一个工作线程
4. 工作线程完成业务处理、利用异步IO注册写事件然后返回控制权

同步IO实现流程

1. 主线程调用epoll_wait等待可读事件
2. 事件到达，主线程负责IO，获取数据
3. 主线程将数据交给某个工作线程
4. 工作线程完成业务处理，注册写事件然后返回控制权
5. 主线程调用epoll_wait等待可写事件