Reactor模型

在Web服务中，处理Web请求时一般有两种体系，一种是多线程并发模式，服务器端每接收客户端的一个请求，就开启一个独立的线程来服务；还有一种是基于事件驱动，定义一系列事件与其对应的响应函数，并将服务器端接受连接与对事件的处理分离。而Reactor模型和Proactor模型便是事件驱动模型的两种实现方式，其中Reactor主要应用于同步I/O模式，而Proactor主要用于异步I/O模式。通过使用这样的模型，能够提高服务器处理I/O的性能，因此掌握它们的用法很有必要。在阅读本文之前，可以提前了解操作系统的I/O复用概念与Redis的基础知识。关于Reactor模型，许多著名的开源项目如Redis都使用了这一模型，接下来就先介绍Reactor是什么，以及在Redis中是如何使用的。
Reactor模型是应对高并发网络I/O请求的一种技术处理方案，主要用于处理客户端和服务器端的交互过程。在这一模型中，有三类事件，简要概括为：

连接事件
读事件
写事件

即客户端与服务器端要建立连接时的连接事件，连接建立后服务器端的读、写事件。通过这三个事件，引出了该模型中的三个重要角色：

acceptor
handler
reactor

它们发挥的作用如下：

acceptor处理连接事件，在接收连接后，创建handler来处理后续读写事件；
在高并发场景下，由于读、写事件可能同时发生，因此需要reactor来负责监听和分配事件。

即有连接请求时，reactor将产生的连接事件交给acceptor处理；有读、写请求时，reactor将读、写事件交由handler处理，如下图所示：

在实现上，根据是单线程还是多线程，Reactor模型又分为3类：

单Reactor单线程：accept->read->处理业务逻辑->write都在一个线程中
单Reactor多线程：accept/read/write在一个线程中，业务逻辑处理在另一个线程中
多Reactor多线程/进程：accept在一个线程/进程，read/write/处理业务逻辑在另一个线程/进程

无论是单线程还是多线程/进程，在实现Reactor模型时，都离不开事件驱动框架。事件处理框架是实现Reactor模型时，需要实现的代码整体控制逻辑，主要包括了两部分：

事件初始化
事件捕获、分发、处理的主循环

事件初始化指的是在服务器程序启动时，创建需要监听的事件模型，以及该类型对应的handler。而主循环一般使用while循环，在这个循环中，需要捕获发生的事件，判断事件类型，并且根据事件类型来调用handler处理事件，如下图所示：

在Redis中，为了实现事件驱动框架，相应的定义了事件的数据结构、框架的主循环函数、事件捕获分发函数、事件和handler注册函数。
主循环函数是aeMain函数，它实现了一个while循环，只要事件停止循环标志不为true，就会一直在这个主循环中。主循环中调用了aeProcessEvents函数，该函数主要用于事件的捕获与分发，通过查看调用关系能发现，该函数底层是借助操作系统的多路IO复用机制，在Linux下，使用的就是epoll_wait函数来等待事件，并且将准备好的事件返回给aeProcessEvents函数。其调用关系如下图所示：

在aeProcessEvents函数中，根据事件类型不同，将事件交由不同的处理函数处理。

而在主循环之前，针对每个启用的IP端口，都使用使用aeCreateFileEvent函数创建对AE_READABLE事件的监听，并注册其对应的处理函数.
for (j = 0; j < sfd->count; j++) { if (aeCreateFileEvent(server.el, sfd->fd[j], AE_READABLE, accept_handler,NULL) == AE_ERR) { ... }
而aeCreateFileEvent底层实际上是由epoll_ctl函数实现。

Redis的事件驱动框架主要就是这三个函数，首先注册事件及其对应处理函数，随后监听并捕获事件，然后使用handler处理事件。
通过使用Reactor模型，Redis能使用单线程处理高并发的I/O请求，从侧面反映出Reactor模型的优越性。在个人编程项目中，也推荐使用Reactor模型，从而提升I/O请求处理的效率。

主要参考文章：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/95662364
极客时间的《Redis源码剖析与实战》课程