Reactor模式与EventLoop

什么是Reactor模型

Reactor 模型也可以叫Reactor 模式也可以，毕竟设计模式（design pattern）。Reactor模型（Reactor Pattern）比较生硬的翻译就是反应器模式。它是一种事件处理模式（event handing pattern），用于处理一个或多个并发输入的服务请求给服务处理器（service handler）。服务处理器（service handler）将请求多路分解同步派发给业务关联的请求处理器（request handler）。

Reactor 模式的组成

资源（resource）：任何向系统输入的请求，或者消耗系统输出。（client request）

同步事件多路分解器（Synchronous Event Demultiplexer）：使用一个事件循环去阻塞所有的资源，当同步资源没有被阻塞多路分解器会把资源发送给dispatcher（分配器）。

工作逻辑：如果一个资源没有被读取完就会被阻塞，多路分解器就会使用select（）方法在这个资源上，直到这个资源可以被读取，在同步调用read（）方法使资源不被阻塞，同时多路分解器吧资源分配给分配器（dispatcher)

分配器（dispatcher）：处理注册和和非注册（注销）的请求处理器，分配资源从多路分解器上获取的资源（请求）给关联的请求处理器（request handler (处理器) ）

请求处理器（request handler (处理器) ）：一个应用定义和资源相关的请求处理器。

下面图能更直观展示Reactor模式和EventLoop的关系

Reactor模式类型

Reactor模式的几种类型：单Reactor单线程模式，单Reactor多线程模式，多Reactor多线程模式。

单 Reactor (反应器) 单线程模式

Reactor模式都运行在单个线程里面，当请求增大时单个线程无法承受压力而性能不足。一般使用比较少

单 Reactor (反应器) 多线程模式

多线程模式，把多路分解器，分配器用单独线程去做，请求处理器的业务处理交给线程池处理。提高了资源处理能力，而且把业务与非业务部分抽离。

这种模式的不足是多路分解器，分配器承担了主要压力，与单线程相比性能有所提高，但是在高并发场景仍然会出现资源不够的问题（单线程无法处理大量请求链接的建立）

多 Reactor (反应器) 多线程模式

多Reactor多模型模式：多Reactor模式把Reactor分成两个Reactor，主Reactor和从Reactor。主Reactor主要处理链接建立，从Reaator负责分发和IO读写。主Reactor（多路分解器+分配器）分配器主要就是把事件请求分给建立链接还是给从Reactor。从Reactor（多路分解器+分配器）这里分配器主要就是把资源分配给请求处理器。这里主Reactor是只有一个，但是从Reactor可以有多个，而不是只有一个。

EventLoop（事件循环）

什么是Event Loop

Event Loop是一个程序结构或者设计模式，它在程序中是用来等待，调度事件或者消息。Event Loop处理内部或者外部的请求（通常这些请求都会一直等待，直到有返回给他们），当请求符合Event Loop所监听的事件，就会分配给对应的事件处理器。

事件循环常常用于Reactor模式的连接器（用于连接请求与处理器，也就是Reactor模式中的Synchronous Event Demultiplexer）。如果事件提供对于状态接口，事件循环可以seleted（符合条件）事件把这个事件Polled（抛出去）selected-polled模式。

EventLoop的应用有很多，比较经典的就是Node上使用，因为JavaScript是单线程，但是单线程为了提高效率使用Event Loop来提高Node的使用效率。

因为JavaScript是单线程的。就意味着所有任务都需要排队，前一个任务结束，后一个任务才能执行。前一个任务耗时很长，后一个任务也得一直等着。但是IO设备（比如ajax网络请求）很慢，CPU一直初一显得状态，这样就很不合理了。

所以，其实主线程完全可以不管IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO设备返回了结果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。于是有了同步任务和异步任务。

1、写的JavaScript脚本会交给V8引擎解析。
2、解析后的代码，调用 Node 的API，Node会交给Libuv库处理。向EventLoop中添加事件。
3、Libuv库将不同的任务分配给不同的线程，形成一个Event Loop（事件循环），以异步的方式将任务的执行结果返回给V8引擎。
4、V8引擎再将结果返回给用户。

主线程上的异步操作，并不会阻塞，而是挂起（sleep/wait）。当处理完异步会把已经处理好的数据放进事件队列，当主线程执行完从上执行完EventQueue事件后重新在获取，异步操作是否执行完成，如此往复循环。

主线程就是执行查找和循环的线程，不会阻塞，只会不停获取可执行的事件，然后执行(分发给各个执行工作线程)。单Reactor多线程，欧式。

外部输入数据–>轮询阶段(poll)–>检查阶段(check)–>关闭事件回调阶段(close callback)–>定时器检测阶段(timer)–>I/O事件回调阶段(I/O callbacks)–>闲置阶段(idle, prepare)–>轮询阶段。