[ACE系列] ACE_Reactor详解

Reactor 模型的基础是事件多路分离器 ,比如 selete(),poll(),WaitForMultipleObjects() 系统函数 。这些优秀的系统函数允许使用者只用一个进程或线程,就能处理许多事件。

下面,针对 selete() 作详解说明,其余系统函数类同。

select() 的机制 中提供一 fd_set 的数据结构,实际上是一 long 类型的数组 每一个数组元素都能与一打开的文件句柄 (不管是 Socket 句柄 , 还是其他 文件或命名管道或设备句柄)建立联系 ,建立联系的工作由程序员完成, 当调用 select() 时,由内核根据 IO 状态 修改 fd_set 的内容,由此来通知执行了 select() 的进程哪一 Socket 或文件可读、可写或异常等。具体用法见网络相关文章。

Reactor 架构最大的好处就是封装 selete 具体的底层操作,使更易用,可移植等。 ACE_Event_Handler 类是 Reactor 必须使用的基类,任何想要通过 Reactor 检测的事件都需要从 ACE_Event_Handler 派生,同时将相应的处理代码增加到相应的虚回调接口中。向 Reactor 类登记应用的事件处理对象,把每个时间处理对象与感兴趣的事件关联起来,通过 Reactor 实现事件的检测和分派。

注意:由于 selete 依赖于句柄,因此,每一个派生的事件处理器至少对应一个实际句柄, 并通过 ACE_Event_Handler get_handle() 方法向 Reactor 提供实际句柄值。反过来说,句柄(状态变化) -> 事件处理器(相应回调函数),这就是 Reactor 实际的工作流程。 ACE 支持多个句柄登记(对应)同一个事件处理器,触发回调的特定句柄会传给相应的虚回调函数,通过 ACE_HANDLE 参数,这样就可以区别处理。

因为 Reactor 实际管理的是系统句柄,句柄作为一种系统资源是有限的,当登记的事件处理器不再使用时,解除句柄和事件处理器的对应关系是必须的。

如果 Reactor 是单线程时,最好不要使用阻塞式的系统调用 ,这样会使整个线程处于悬挂状态,无法处理其他句柄状态变化等事件。在同一时刻每个线程只能执行一个 I/O 操作,这种序列本质使得无法并发执行多个节点的数据传输。

虚回调函数返回值问题:一般返回 -1 或者 0.

1 返回 -1 ,那么反应器停止特定事件的检测 (相应虚回调函数对应的事件,注意不再检测相应事件,掩码已经改变)。

2 返回 0 ,继续检测相应事件。

Remeve_handle 也会引发 handle_close 回调,因此,在使用上需要注意。就是说虚回调函数和 remove_handle 均可以引发 handle_close

对于 socket ,当连接建立之后, socket 将持续可写(可 send ),除非 socket 出错;但只有对方调用 send 或者 socket 出错时, socket 才是可读; 同时在调用 recv() 之后, socket 将复位状态,不再可读。

Selete 采用水平检测,对于读状态,因为可复位(调用 recv ),在 socket 有效期间,状态会发生变化;在 handle_input 中返回 0 ,不会导致持续不断的回调。对于写状态,只要 socket 正常,则持续可读,不改变。因此,如果使用 Reactor ,那么只要检测写事件,那么将持续有效, handle_output 如果返回 0 ,那么 handle_output 将持续被回调!如果返回 -1 ,则停止检测写事件,除非重新设置状态检测。(见 TcpAcceptor 例子)

注意: WaitForMultipleObjects() 采用触发检测, 只要在读写状态发生变化才能检测,只要从不可读到可读才能检测出写状态,因此只有在 socket 建立时才会出现写事件。 因为 recv 会复位读状态,因此和 Linux 情况一致。(如果进行 window 编程,应该进行测试)。

socket 的使用中,很可能需要打开或者关闭事件监测。 Reactor 框架通过 register_handler(this,ACE_Event_Handler::WRITE_MASK); 提供句柄注册,经注册的句柄, reactor 即有能力监听该句柄所对应的事件是否发生。因为 Reactor 实际管理的是系统句柄,句柄作为一种系统资源是有限的,当登记的事件处理器不再使用时,解除句柄和事件处理器的对应关系是必须的。因此在每个 ACE_Event_Handler handle_close 中都会通过 remove_handle 来解除句柄和时间的关系。

但是因 remove_handle 调用本身也是一种事件,如果没有 ACE_Event_Handler::DONT_CALL; 那么将触发 handle_close 调用。故如果仅仅是想停止某句柄上的事件检测,使用 cancel_wakeup(this,ACE_Event_Handler::WRITE_MASK); 更加合适。因此只要句柄经注册后,最好就是通过 cancel_wakeup() and schedule_wakeup() 实现事件监听调度。

To manage the callbacks to this method,we use two alternative reactor registration methods: cancel_wakeup() and schedule_wakeup() . Each assumes that the handler being specified is already registered with the reactor for at least one other I/O event type. ( Client is registered for READ events from the open() method.) cancel_wakeup() removes the specified mask bit(s) from this handler's reactor registration,and schedule_wakeup() adds the specified mask. The handler is not added or removed in either case,so there's no handle_close() call as a result of removing WRITE_MASK .

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