1.2-Redis系列-Reactor 线程模型详解

Reactor 线程模型详解

Reactor 线程模型是一种基于事件驱动的高效 I/O 处理模型,广泛应用于高性能网络服务器和事件驱动的应用程序。Reactor 模型通过将 I/O 操作和业务逻辑分离,以高效地处理并发连接。下面详细解释 Reactor 线程模型的概念、机制、实现方式及其高效性。

一、Reactor 模型的基本概念

Reactor 模型是一种事件驱动的设计模式,用于处理并发 I/O 操作。其核心思想是将 I/O 事件的监听和实际的 I/O 操作分离开来,由事件循环(Event Loop)负责监听 I/O 事件,当事件发生时,将事件分发给相应的事件处理器(Event Handler)进行处理。

Reactor 模型的主要组件包括:

  1. 事件多路分离器(Demultiplexer):负责监听多个 I/O 事件,并将就绪事件通知给事件循环。常用的事件多路分离器有 selectpollepoll 等。
  2. 事件循环(Event Loop):不断地从事件多路分离器获取就绪事件,并分发给相应的事件处理器。
  3. 事件处理器(Event Handler):处理具体的 I/O 事件,如读、写、连接等。
  4. 事件源(Event Source):产生 I/O 事件的对象,如套接字(Socket)。
二、Reactor 模型的工作流程

Reactor 模型的工作流程可以分为以下几个步骤:

  1. 事件注册:应用程序将感兴趣的 I/O 事件(如读、写事件)注册到事件多路分离器中。
  2. 事件等待:事件循环调用事件多路分离器的等待函数,阻塞等待 I/O 事件的发生。
  3. 事件分发:一旦有 I/O 事件发生,事件循环将事件分发给相应的事件处理器。
  4. 事件处理:事件处理器处理具体的 I/O 事件,如读取数据、处理业务逻辑、发送响应等。
三、Reactor 模型的实现

Reactor 模型可以有多种实现方式,常见的有以下几种:

  1. 单线程 Reactor 模型

    • 所有的 I/O 事件和业务逻辑都在一个线程中处理。
    • 适用于 I/O 密集型任务,业务处理时间较短的场景。
    • 简单但在业务处理时间较长时性能有限。
  2. 多线程 Reactor 模型

    • I/O 事件和业务逻辑由不同的线程处理。
    • 事件循环线程负责监听 I/O 事件,并将事件分发给工作线程处理业务逻辑。
    • 适用于 I/O 和业务处理均较密集的场景,能够充分利用多核 CPU 的优势。
  3. 主从 Reactor 模型(Master-Slave Reactor)

    • 主线程(Master)负责监听 I/O 事件,并将事件分发给从线程(Slave)处理。
    • 从线程池(Slave Pool)中的多个线程负责处理具体的 I/O 事件和业务逻辑。
    • 适用于高并发、大量连接的场景,进一步提升性能和可扩展性。
四、Reactor 模型的高效性

Reactor 模型的高效性主要体现在以下几个方面:

  1. 事件驱动机制

    • 通过事件驱动机制,Reactor 模型只在有事件发生时进行处理,避免了无事件情况下的轮询开销。
    • 事件循环高效地等待和分发事件,减少了 CPU 空转时间。
  2. 非阻塞 I/O

    • 使用非阻塞 I/O 操作,防止单个 I/O 操作阻塞整个事件循环,提高并发处理能力。
    • 配合事件驱动机制,进一步提升了 I/O 处理效率。
  3. 线程池

    • 多线程和主从 Reactor 模型通过线程池处理业务逻辑,充分利用多核 CPU 的并行处理能力。
    • 线程池避免了频繁创建和销毁线程的开销,提升了系统的稳定性和性能。
  4. 解耦 I/O 和业务逻辑

    • Reactor 模型将 I/O 事件监听和业务逻辑处理解耦,简化了编程模型,提高了代码的可维护性。
    • 事件循环只负责事件的监听和分发,业务逻辑处理由独立的事件处理器完成,分工明确。
五、Reactor 模型的应用场景

Reactor 模型广泛应用于各种高性能、高并发的网络服务器和事件驱动的应用程序中,例如:

  • Web 服务器:如 Nginx、Apache 等,处理大量 HTTP 请求。
  • 数据库服务器:如 Redis、MySQL 等,处理大量客户端连接。
  • 即时通讯服务器:如 WhatsApp、微信等,处理大量即时消息。
  • 事件驱动框架:如 Node.js,基于事件驱动模型处理异步 I/O 操作。

示例代码

以下是一个简化的单线程 Reactor 模型示例代码,演示了如何使用 epoll 实现 Reactor 模型的基本工作流程:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>#define MAX_EVENTS 10void set_nonblocking(int fd) {int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);if (flags == -1) {perror("fcntl");exit(EXIT_FAILURE);}if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) == -1) {perror("fcntl");exit(EXIT_FAILURE);}
}void handle_read(int fd) {char buf[512];ssize_t count;while ((count = read(fd, buf, sizeof(buf))) > 0) {write(STDOUT_FILENO, buf, count);}if (count == -1 && errno != EAGAIN) {perror("read");close(fd);} else if (count == 0) {close(fd);}
}int main() {int epfd = epoll_create1(0);if (epfd == -1) {perror("epoll_create1");exit(EXIT_FAILURE);}struct epoll_event event;event.events = EPOLLIN | EPOLLET; // 监视读事件,使用边缘触发模式event.data.fd = STDIN_FILENO;if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, STDIN_FILENO, &event) == -1) {perror("epoll_ctl");exit(EXIT_FAILURE);}struct epoll_event events[MAX_EVENTS];while (1) {int nfds = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1);if (nfds == -1) {perror("epoll_wait");exit(EXIT_FAILURE);}for (int n = 0; n < nfds; ++n) {if (events[n].events & EPOLLIN) {handle_read(events[n].data.fd);}}}close(epfd);return 0;
}

总结

Reactor 模型通过事件驱动和非阻塞 I/O 机制,高效地处理大量并发连接。其高效性体现在事件驱动机制、非阻塞 I/O、线程池以及 I/O 和业务逻辑的解耦上。理解 Reactor 模型的工作原理和高效性,有助于在高性能网络编程中充分发挥其优势。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/860668.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Edge 浏览器退出后,后台占用问题

Edge 浏览器退出后&#xff0c;后台占用问题 环境 windows 11 Microsoft Edge版本 126.0.2592.68 (正式版本) (64 位)详情 在关闭Edge软件后&#xff0c;查看后台&#xff0c;还占用很多系统资源。实在不明白&#xff0c;关了浏览器还不能全关了&#xff0c;微软也学流氓了。…

C语言数据结构-分析期末选择题考点(一)

昔我往矣&#xff0c;杨柳依依 今我来思&#xff0c;雨雪霏霏 契子✨ 有道是&#xff1a;得选择题者得天下。临近考试&#xff0c;便总结一下数据结构选择题的常考题型吧&#xff0c;以及预测一下考点&#xff0c;一来是为了备考&#xff0c;二来可以水文。祝各位老铁 “挂柯南…

18.枚举

学习知识&#xff1a;枚举类型、相关的使用方法 Main.java&#xff1a; public class Main {public static void main(String[] args) {myenum[] colorlist myenum.values();//获取枚举中所有对象的引用数组for (myenum one : colorlist){System.out.println(one.toString(…

kafka的命令行操作

kafka-topics.bat 该命令行和主题相关 kafka启动后&#xff0c;默认端口为9092,可修改 找到kafka_2.13-3.6.2\bin\windows目录下的kafka-topics.bat&#xff0c;用cmd执行 按下会有提示&#xff0c;REQURIED代表为必输项 创建topic 创建一个名为test的topic队列 kafka-t…

【灵神题单】分组循环

目录 适用场景核心思想代码模板模板1&#xff1a;有进入条件模板模板2&#xff1a;无进入条件模板 题单无进入条件有进入条件 适用场景 按照题目要求&#xff0c;数组会被分割成若干组&#xff0c;且每一组的判断 / 处理逻辑是一样的。例如&#xff1a;选一个最长连续子数组&a…

【golang学习之旅】延迟调用——defer

系列文章 【golang学习之旅】使用VScode安装配置Go开发环境 【golang学习之旅】报错&#xff1a;a declared but not used 【golang学习之旅】Go 的基本数据类型 【golang学习之旅】深入理解字符串string数据类型 【golang学习之旅】go mod tidy 【golang学习之旅】记录一次 p…

【阅读论文】-- IDmvis:面向1型糖尿病治疗决策支持的时序事件序列可视化

IDMVis: Temporal Event Sequence Visualization for Type 1 Diabetes Treatment Decision Support 摘要1 引言2 1 型糖尿病的背景3 相关工作3.1 时间事件序列可视化3.2 电子健康记录可视化3.3 1 型糖尿病可视化3.4 任务分析与抽象 4 数据抽象5 层次化任务抽象5.1 临床医生工作…

绘制全球各大洲典型流域的时间序列图

流量世界第一、长度第二的亚马逊流域&#xff08;Amazon&#xff09;、南美洲第四大、整条河流位于巴西的圣弗朗西斯科流域&#xff08;Sao Francisco&#xff09;、世界第四长、北美洲最长的密西西比流域&#xff08;Mississippi&#xff09;、欧洲最长的伏尔加流域&#xff0…

小程序简单版音乐播放器

小程序简单版音乐播放器 结构 先来看看页面结构 <!-- wxml --><!-- 标签页标题 --> <view class"tab"><view class"tab-item {{tab0?active:}}" bindtap"changeItem" data-item"0">音乐推荐</view><…

SAP ABAP 之容器

文章目录 前言一、案例介绍/笔者需求二、自定义容器 a.实例化对象 b.自定义容器效果演示 c.Copy Code 三、自适应容器 a.常用 必须 参数理解 b.METRIC 度量单位 c.RATIO 百分比尺寸 d.STYLE 容器…

springboot网上商城系统-计算机毕业设计源码08789

摘 要 随着互联网趋势的到来&#xff0c;各行各业都在考虑利用互联网将自己推广出去&#xff0c;最好方式就是建立自己的互联网系统&#xff0c;并对其进行维护和管理。在现实运用中&#xff0c;应用软件的工作规则和开发步骤&#xff0c;采用Java技术建设网上商城系统。 本设…

MUR6060PT-ASEMI逆变焊机MUR6060PT

编辑&#xff1a;ll MUR6060PT-ASEMI逆变焊机MUR6060PT 型号&#xff1a;MUR6060PT 品牌&#xff1a;ASEMI 封装&#xff1a;TO-247 最大平均正向电流&#xff08;IF&#xff09;&#xff1a;60A 最大循环峰值反向电压&#xff08;VRRM&#xff09;&#xff1a;600V 最大…

C++:C与C++混合编程

混合编程 为什么需要混合编程 (1)C有很多优秀成熟项目和库&#xff0c;丢了可惜&#xff0c;重写没必要&#xff0c;C程序里要调用 (2)庞大项目划分后一部分适合用C&#xff0c;一部分适合用C (3)其他情况&#xff0c;如项目组一部分人习惯用C&#xff0c;一部分习惯用C 为什么…

echarts隔行背景色

看了下使用说明&#xff0c;试了半天终于搞对了 参考文档&#xff1a;Documentation - Apache ECharts option {xAxis: {type: category,data: [Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun]},yAxis: {type: value},series: [{data: [120, 200, 150, 80, 70, 110, 130],type: bar,mar…

探索PostgreSQL存储过程:效率与强大的结合体

探索PostgreSQL存储过程&#xff1a;效率与强大的结合体 引言 PostgreSQL&#xff0c;作为功能强大的开源对象关系数据库系统&#xff0c;提供了丰富的数据库编程功能。存储过程是PostgreSQL中的一项重要特性&#xff0c;它允许封装一系列SQL语句和控制流语句为一个单一的操作…

IP地址在市场数据分析中的帮助

在当今数字化时代&#xff0c;市场数据分析对于企业的成功至关重要。而在这个过程中&#xff0c;IP地址作为一个关键的数据点&#xff0c;为市场分析师提供了宝贵的洞察和指引。以下将详细探讨IP地址在市场数据分析中的具体作用。 一、用户地理定位 IP地址可以帮助分析师确定…

【实用软件】Internet Download Manager(IDM6.41)下载及安装教程

​数据表明但是能够通过搭配下载的方式来使用IDM&#xff08;比如用迅雷离线下载&#xff0c;115离线&#xff0c;百度网盘等离线下载好的资源&#xff0c;然后结合HTTP协议的特性再用IDM下载&#xff09;能够达到事半功倍的效果。有目共睹的是IDM下载HTTP链接十分快&#xff0…

华为升腾显卡选型备忘

目录 1. 开发套件 2. 加速模块 3. 加速卡 4. 训练卡 官方地址&#xff1a;https://www.hiascend.com/ 备注&#xff1a; &#xff08;1&#xff09;V后缀的都是Video视频解析卡&#xff0c;本质是推理卡&#xff1b; &#xff08;2&#xff09;I后缀的都是推理卡&#…

Vue3.0里为什么要用Proxy API替代的defineProperty API

Vue 3.0 中使用 Proxy API 替代 defineProperty API 的原因主要有以下几点&#xff1a; 性能优化&#xff1a;Proxy 可以拦截对象的任意操作&#xff0c;而 defineProperty 只能拦截属性的读取&#xff08;get&#xff09;和设置&#xff08;set&#xff09;操作。Proxy 的性能…

(python)小学出题热门词汇可视化绘制

1.代码 import pandas as pd from wordcloud import WordCloud import matplotlib.pyplot as plt from collections import Counter import jieba # 如果你处理的是中文文本&#xff0c;需要jieba分词 import re # 停用词列表&#xff0c;这里只是示例&#xff0c…