事件驱动编程的劣势

  • 如果处理器占用时间较长，那会阻塞应用程序的响应。
  • 无法通过时间来维护本地状态，因为处理器必须返回。
  • 通常在单CPU环境下，比多线程编程要快，因为没有锁的因素，没有线程切换的损耗。CPU不是并发的，这样的话就不适合用在一些科学计算的应用中。

事件循环器（Event Loop）的实现

事件循环器（Event Loop）是一个程序结构，用于等待和发送消息和事件。事件驱动编程的代码核心就是事件循环器，在Linux下推荐使用epoll实现，在其它没有epoll 的系统上可以使用kqueue/ports/poll/select实现。

下图是事件循环器的工作示例图。事件循环器不断接受来自客户端（Client）的请求，事件循环器把请求转交给注册了某类事件的工作线程（Worker）处理。

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根据实现的方式不同，在网络编程中基于事件驱动主要有两种设计模式：Reactor和Proactor。

Reactor

首先来回想一下普通函数调用的机制：

  • 程序调用某函数->函数执行
  • 程序等待->函数将结果
  • 控制权返回给程序->程序继续处理

和普通函数调用的不同之处在于：应用程序不是主动的调用某个API完成处理，而是恰恰相反，应用程序需要提供相应的接口并注册到Reactor上，如果相应的事件发生，Reactor将主动调用应用程序注册的接口，这些接口又称为“回调函数”。

用“好莱坞原则”来形容Reactor再合适不过了：不要打电话给我们，我们会打电话通知你。

举个例子：你去应聘某xx公司，面试结束后。

  • “普通函数调用机制”公司HR比较懒，不会记你的联系方式，那怎么办呢，你只能面试完后自己打电话去问结果；有没有被录取啊，还是被拒了；
  • “Reactor”公司HR就记下了你的联系方式，结果出来后会主动打电话通知你：有没有被录取啊，还是被拒了；你不用自己打电话去问结果，事实上也不能，因为你没有HR的联系方式。

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Reactor模式的优点

Reactor模式是编写高性能网络服务器的必备技术之一，它具有如下的优点：

1）响应快，不必为单个同步时间所阻塞，虽然Reactor本身依然是同步的；

2）编程相对简单，可以最大程度的避免复杂的多线程及同步问题，并且避免了多线程/进程的切换开销；

3）可扩展性，可以方便的通过增加Reactor实例个数来充分利用CPU资源；

4）可复用性，Reactor框架本身与具体事件处理逻辑无关，具有很高的复用性；

Reactor模式框架

使用Reactor模型，必备的几个组件：事件源、Reactor框架、事件多路复用机制和事件处理程序，先来看看Reactor模型的整体框架，接下来再对每个组件做逐一说明。

1）事件源：Linux上是文件描述符，Windows上就是Socket或者Handle了，这里统一称为“句柄集”；程序在指定的句柄上注册关心的事件，比如I/O事件。

2）事件多路复用机制：由操作系统提供的I/O多路复用机制，比如select和epoll。程序首先将其关心的句柄（事件源）及其事件注册到多路复用机制上。当有事件到达时，事件多路复用机制会发出通知“在已经注册的句柄集中，一个或多个句柄的事件已经就绪”。程序收到通知后，就可以在非阻塞的情况下对事件进行处理了。

3） Reactor。是事件管理的接口，内部使用事件多路复用机制注册、注销事件；并运行事件循环，当有事件进入“就绪”状态时，调用注册事件的回调函数处理事件。

4）事件处理程序。事件处理程序提供了一组接口，每个接口对应了一种类型的事件，供Reactor在相应的事件发生时调用，执行相应的事件处理。通常它会绑定一个有效的句柄。

使用Reactor模式后，事件控制流是什么样子呢？可以参见下面的序列图。

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我们分别以读操作和写操作为例来看看Reactor中的具体步骤：

  1. 应用程序注册读就绪事件和相关联的事件处理器；

深知大多数程序员，想要提升技能，往往是自己摸索成长，但自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！

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