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設計模式-前攝器模式(Proactor)

本周要進行boost asio庫的學習,在學習之前發現最好需要先了解一下前攝器模式,這樣對asio庫的理解很有幫助,故寫下此文

我之前寫的隨筆XShell的模擬實現中的鏈接方式可以說是同步的(服務器阻塞等待鏈接),這樣當有服務器端在等待鏈接的時候就浪費了大量的資源,我們可以讓服務器異步等待客戶端的鏈接,服務器在等待鏈接的同時可以做別的事情,等到客戶端鏈接請求到來的時候,調用一個回調執行鏈接,這就很靈活。

先來一段關於前攝器模式的官話:前攝器模式支持多個事件處理器的多路分離和分派,這些處理器由異步事件的完成來觸發。通過集成完成事件(completion event)的多路分離和相應的事件處理器的分派,該模式簡化了異步應用的開發。

簡單點說,前攝器的實現多虧了多個事件處理器將事件和處理分離開,和處理方式的分派。而這些事件處理器的的觸發方式是當被異步事件(僅限完成事件)通知而出發的。把這些個東西搞在一起就是前攝器模式了。

  • 前攝器(proactor)模式

前攝器模式主要利用操作系統的異步操作特性(如果操作系統不支持異步的話前攝器模式就。。。),簡單的說,當你想到異步的時候第一反應一般就是select,poll和epoll這幾個函數吧(或者是類似Qt的消息和槽函數之類的),當你的select函數捕捉到一個請求的時候,就執行一個操作(例如傳輸一個小視頻),不過這一般都是在編寫的應用程序中實現的,前攝器和這個方式不同的地方就是,它可以讓別人幫他幹搬磚的活,當瀏覽器請求一個文件,事件處理器就會把這個請求告訴操作系統,讓操作系統去辦,而事件處理器本身只關註操作系統發送回來的完成事件,事件處理器收到完成事件就拿操作系統搬好的磚,交給工頭,任務就算完成了。下面對連接請求和文件請求兩個操作進行圖片詳解~

技術分享

  1. web服務器本身應該先開啟接受連接的操作,並且把異步連接(就是說select函數你得寫好並且調用吧,不然怎麽接受連接請求)的操作準備好,以備客戶端(這裏就是瀏覽器啦)連接
  2. 和操作系統溝通,註冊相關函數(例如回調函數之類的)
  3. 為事件分離器註冊好回調函數
  4. 瀏覽器發送連接請求
  5. 這時候連接請求的處理實質上是由操作系統處理的(應用程序把最累的活丟給操作系統幹)
  6. 事件分離器本身只關註完成事件,儼然一副小工頭模樣(事件分離器:操作系統你幹完了叫我就行)
  7. 被事件分離器通知的接收器創建http事件處理器解析請求數據

技術分享

  1. 某用戶通過瀏覽器想要下載小視頻,於是就上網下
  2. 模範勞工操作系統把請求數據放在緩沖區中 操作系統:報告老大,搬完了
  3. 事件分離器把事件完成告訴事件處理器 小工頭事件分離器:操作系統你幹的不錯,但是你的功勞是我的了
  4. http事件處理器解析緩沖區中保存的請求數據,發現居然有人要下小視頻
  5. http事件處理器只能悲催的去文件系統中同步的讀文件
  6. 但是讀完的數據要放在socket連接上,往這上寫又耗時又費力,能不能找個老實人幫我幹呢? http事件處理器:那個誰,操作系統你過來一下,你把這些磚搬上車
  7. 操作系統寫操作完成,通知事件分離器。 操作系統:好的老大! 操作系統:報告!磚搬完了!
  8. 事件分離器把寫操作完成事件報告給http事件處理器。 事件分離器:報告總指揮,貨已經全部上車。 http事件處理器:不錯,任務完成,又是忙碌的一天 (操作系統:我有句。。。。不知當講不當講)

總結:和一般的異步操作不同。前攝器模式會把數據的讀寫這種比較耗時的動作交給操作系統去做(底層快啊),而自身只關心操作系統返回的讀寫完成通知,自身做一些解析就好了,這樣就把事件處理和文件操作分離開了(這就是事件處理器的工作)。

到這裏, 前攝器模式就講的差不多啦,其實我一開始也不是很懂這個模式,於是把這個盡量整理成比較好懂的方式,可能有不恰當或者理解錯誤的地方,希望大家能幫我指出來,我進行改正

參考資料:http://www.kuqin.com/ace-2002-12/Part-One/Chapter-8.htm

設計模式-前攝器模式(Proactor)