C++ 知识要点：I/O 模型

1. 使用同步 IO 模型实现的 Reactor 模式的工作流程（以 epoll_wait 为例）

在 Reactor 模式中，主线程（也称为事件循环或分发器）负责监听和分发事件，工作线程负责处理具体的业务逻辑。以下是使用 epoll_wait 实现 Reactor 模式的工作流程，详细描述了事件的处理过程：

1. 主线程往 epoll 内核事件表中注册 socket 上的读就绪事件

• 主线程负责初始化并配置 epoll 实例，将服务器 socket 上的读就绪事件添加到 epoll 监听的事件列表中。

2. 主线程调用 epoll_wait 等待 socket 上有数据可读

• 主线程执行 epoll_wait 函数，该函数会阻塞等待直到监听的事件列表中有事件发生（如 socket 上有数据可读）。

3. 当 socket 上有数据可读时，epoll_wait 通知主线程

• 一旦有 socket 上发生读就绪事件（即客户端发送了数据），epoll_wait 会返回并通知主线程。

4. 主线程将 socket 可读事件放入请求队列

• 主线程接收到事件后，将可读事件及其相关 socket 信息放入到一个线程安全的请求队列中。

5. 睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒，它从 socket 读取数据，并处理客户请求

• 工作线程通常会采用线程池的方式实现，它们会睡眠等待请求队列中的任务。当队列中有新任务时，工作线程被唤醒，从 socket 读取数据，处理客户请求。
• 处理完成后，工作线程会往 epoll 内核事件表中注册该 socket 上的写就绪事件，准备发送响应。

6. 主线程调用 epoll_wait 等待写就绪事件

• 类似于步骤 2，主线程再次调用 epoll_wait 等待 socket 上有写就绪事件发生。

7. 主线程将 socket 可写事件放入请求队列

• 当 socket 变为可写（即可以向客户端发送数据时），epoll_wait 通知主线程，主线程将写就绪事件放入请求队列。

8. 睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒，它往 socket 上写入服务器处理客户请求的结果

• 工作线程被唤醒后，从请求队列中取出写就绪事件，向 socket 写入处理结果，完成响应。

2. 如何理解阻塞非阻塞与同步异步的区别

阻塞与非阻塞

• 关注点：程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态。

• 阻塞调用：

  • 在调用结果返回之前，当前线程会被挂起。
  • 调用线程只有在得到结果之后才会返回，继续执行后续代码。

• 非阻塞调用：

  • 在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程。
  • 调用会立即返回，并可能通过轮询、回调等方式通知调用者最终结果。

同步与异步

• 关注点：消息通讯机制。

• 同步：

  • 在发出一个调用时，调用者会主动等待这个调用的结果。
  • 调用只有在得到结果后才会返回，调用者才能继续执行后续操作。
  • 调用者需要显式地等待结果。

• 异步：

  • 调用在发出之后，这个调用就直接返回了，不等待结果。
  • 调用者不会立刻得到结果，而是在未来某个时间点通过状态、通知或回调函数来处理调用结果。
  • 调用者不需要等待结果即可继续执行后续操作。

总结：

• 阻塞与非阻塞主要描述的是等待调用结果时的行为。
• 同步与异步则关注的是调用者与被调用者之间的通讯机制，特别是结果返回的方式。

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_45264425/article/details/142028151

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