反应堆模式

1、概念

　　一、定义

　　反应堆模式是一种对象行为类的设计模式，对同步事件分拣和派发。它是处理并发I/O比较常见的一种模式，用于同步I/O。

　　其中心思想是将全部要处理的I/O事件注册到一个中心I/O多路复用器上，同时主线程阻塞在多路复用器上；一旦有I/O事件到来或者是准备就绪，多路复用器返回并将相应的I/O事件分发到对应的处理器中。

　　二、Reactor事件处理机制

　　　　Reactor是一种事件驱动机制，和普通函数的不一样之处在于：应用程序不是主动的调用某个API完成处理，Reactor逆置了事件处理流程，应用程序须要提供相应的接口并注册到Reactor上，若是相应的时间发生，Reactor将主动调用应用程序注册的接口(这些接口又被称为"回调函数")。下面是事件驱动机制的模型图：

　　

　　事件驱动(回调)就是应用业务向一个中间人注册一个回调(event handler)，当I/O就绪后，就向这个中间人产生一个事件，并通知此handler进行处理。这个中间人是由一个不断等待和循环的单独线程来承担，它接受全部的handler的注册，并负责向操做系统查询IO是否就绪在就绪后就调用指定的handler进行处理。这个中间人的名字就就叫作Reactor。

　　三、优势

　　Reactor模式是编写高性能网络服务器的必备技术，主要有如下优势：

• 相应快，没必要为单个同步事件所阻塞，虽然Reactor自己也是同步的
• 避免了多线程/进程的的切换开销
• 可扩展性，能够方便的经过增长Reactor实例个数来充分利用CPU资源

2、反应堆模式组成

　　

　　

　　一、Handler事件源

　　Handler表明操做系统管理的资源，包括：网络链接、打开的文件、同步对象等等。事件能够来自外部，如客户端的链接请求、数据等，也能够来自内部，如定时器事件。

　　二、Synchronous event demultiplexer同步事件分离器(事件多路分发机制)

　　由操做系统提供的I/O多路复用机制，例如select和epoll，程序首先将其关心的句柄(即事件源)及其事件注册到event demultiplexer上，当有事件到达时，event demultiplexer会发出通知“在已经注册的句柄集中，一个或者多个句柄的事件已经就绪”；程序收到通知后，就能够在非阻塞的状况下对事件进行处理了。

　　三、event Handler事件处理接口

　　一个或多个模板函数组成的接口，描述了和应用程序相关的对某个事件的操做

　　四、concrete event Handler具体的事件处理器

　　事件处理接口的实现，实现了应用程序提供的某个服务

　　五、Reactor反应器

　　定义了一些接口，用于应用程序控制事件调度，以及应用程序注册、删除事件处理器和相关的描述符，是事件处理器的调度核心。Reactor管理器使用同步事件分离器来等待事件的发生。一旦事件发生，Reactor管理器先是分离每一个事件，而后调度事件处理器，最后调用相关的模 板函数来处理这个事件。

3、NIO中的Reactor模式

　　NIO中Reactor的核心是Selector。下面是一个简单的示例：

public class Reactor implements Runnable
{
    Selector selector;
    public Reactor() throws IOException
    {
        selector = Selector.open();
    }
    public void run()
    {
        try
        {
            while (!Thread.interrupted())
            {
                // 循环，等待事件
                selector.select();
                Set selected = selector.selectedKeys();
                Iterator it = selected.iterator();
                while (it.hasNext())
                    // 调用handler，处理事件
                    dispatch((SelectionKey) (it.next()));
                selected.clear();
            }
        } catch (IOException ex)
        { /* ... */
        }
    }
    void dispatch(SelectionKey k)
    {
        Runnable r = (Runnable) (k.attachment());
        if (r != null)
            r.run();
    }
}

4、参考资料

　　一、http://ifeve.com/netty-reactor-4/

　　二、http://www.2cto.com/kf/201504/389198.html