Reactor模式之跨线程唤醒

最新推荐文章于 2024-12-07 15:56:35 发布

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最新推荐文章于 2024-12-07 15:56:35 发布 · 532 阅读

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本文介绍了Reactor模式中如何实现跨线程唤醒，以优化处理网络IO事件和系统其他任务。通过使用唤醒fd（如pipe、eventfd、socketpair），在无网络IO事件时避免工作线程空转，提高效率。当有新任务时，工作线程能迅速响应，减少延迟。详细讨论了pipe、eventfd和socketpair的区别和应用。

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在学习Reactor的过程中，发现Reactor模型一般可以概述如下：

服务器端为了能流畅处理多个客户端链接，一般在某个线程A里面accept新的客户端连接并生成新连接的socket fd，然后将这些新连接的socketfd给另外开的数个工作线程B1、B2、B3、B4，这些工作线程监听处理这些新连接上的网络IO事件（即收发数据），同时，还处理系统中的另外一些事务。这里我们将线程A称为主线程，B1、B2、B3、B4等称为工作线程。工作线程的代码框架一般如下：


while (!m_bQuit)
{
    epoll_or_select_func();
 
    handle_io_events();
 
    handle_other_things();
}

其中epoll_or_select_func();里面负责的是通过select()/poll/epoll()去检测socket fd上的io事件，若存在这些事件则下一步handle_io_events()来处理这些事件（收发数据），做完之后可能还要做一些系统其他的任务，即调用handle_other_things()。

这样做有三个好处：

1. 线程A只需要处理新连接的到来即可，不用处理网络IO事件。由于网络IO事件处理一般相对比较慢，如果在线程A里面既处理新连接又处理网络IO，则可能由于线程忙于处理IO事件，而无法及时处理客户端的新连接，这是很不好的。

2. 线程A接收的新连接，可以根据一定的负载均衡原则将新的socket fd分配给工作线程。常用的算法，比如round robin，即轮询机制，即，假设不考虑中途有连接断开的情况，一个新连接来了分配给B1，又来一个分配给B2，再来一个分配给B3，再来一个分配给B4。如此反复，也就是说线程A记录了各个工作线程上的socket fd数量，这样可以最大化地来平衡资源，避免一些工作线程“忙死”，另外一些工作线程“闲死”的现象。

3. 即使工作线程不满载的情况下，也可以让工作线程做其他的事情。比如现在有四个工作线程，但只有三个连接。那么线程