C语言实现Reactor

本文主要是介绍C语言实现Reactor，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

​ 在前边的C语言实现简易tcp服务器中，我们实现服务器是采用了最笨拙的方法，就是每来一个客户端，我们就创建一个线程进行连接处理。试想如果有10w个客户端来，就需要10w个线程，需要创建大量的线程，耗费大量的资源，并且为了保证线程安全，还需要考虑锁，死锁等问题，这些都需要一定的开销。因此为了解决这个问题，我们下一篇介绍了select、poll、epoll，他们三个是常用的I/O多路复用机制。解决了创建大量的线程的问题。用一个线程就可以去处理多个客户端连接的问题。那么问题来了，性能是否还能继续优化？之前我们用epoll来实现服务器是对i/o进行操作，我们可以使用Reactor模式封装epoll，隐藏底层io细节，在事件的层次上进行操作。

Reactor网络模式

​ 在传统的阻塞io模型中，当一个线程遇到一个io操作时，它会一直等待操作完成。这意味着线程无法同时处理其他任务，导致资源利用率低下。
​ 而Reactor（反应堆）模式可以解决上述问题。Reactor是一种事件驱动的设计模式，将I/O事件的管理和处理分离开来，使得程序能够同时处理多个并发的 I/O 事件。
​ 具体来说，在 Reactor 模式中，有一个事件循环（event loop）负责监听各种输入事件，并将其分发给对应的处理函数进行处理。这样就实现了非阻塞地进行 I/O 操作，不需要等待单个 I/O 完成再进行下一个操作。相反，通过监听多个文件描述符上的事件，并将其交由合适的回调函数或处理器进行处理，可以实现高效的并发执行。

​ Reactor模式有单线程Reactor模式和多线程Reactor模式。今天我们主要在之前用epoll写简易tcp服务器的代码上进行修改从而实现单线程Reactor模式。

#include<sys/socket.h>
#include<errno.h>
#include<netinet/in.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/select.h>
#include<sys/epoll.h>
#include<unistd.h>#define SERV_PORT 2048
#define BUFFER_LENGTH 128
typedef int (*RCALLBACK)(int fd);struct conn_item
{int fd;char rbuffer[BUFFER_LENGTH];int rlen;char wbuffer[BUFFER_LENGTH];int wlen;union{RCALLBACK accept_callback;RCALLBACK recv_callback;}recv_t;RCALLBACK send_callback;
};int epfd = 0;
struct conn_item connlist[1024] = {0};
void set_event(int fd,int event,int flag)
{if(flag) //1 add 0 mod{struct epoll_event ev;ev.events = event;ev.data.fd = fd;epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);}else{struct epoll_event ev;ev.events = event;ev.data.fd = fd;epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, fd, &ev);}
}int init_server()
{int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);struct sockaddr_in servaddr;memset(&servaddr,0,sizeof(struct sockaddr_in));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);if(-1 == bind(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(struct sockaddr))){perror("bind");return -1;}listen(sockfd,10);return sockfd;
}int recv_cb(int fd)
{char *buffer = connlist[fd].rbuffer;	int idx = connlist[fd].rlen;//读的长度是剩余的多少： BUFFER_LENGTH - idx//每次从idx开始int count = recv(fd, buffer+idx, BUFFER_LENGTH - idx, 0);if (count == 0) {printf("disconnect\n");epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL);		close(fd);return -1;}connlist[fd].rlen += count;//send(fd, buffer, connlist[fd].idx, 0);//设置事件 event
//need to sendmemcpy(connlist[fd].wbuffer,connlist[fd].rbuffer,connlist[fd].rlen);connlist[fd].rlen -= connlist[fd].rlen;connlist[fd].wlen = connlist[fd].rlen;set_event(fd,EPOLLOUT,0);return count;
}int send_cb(int fd)
{char *buffer = connlist[fd].wbuffer;int idx = connlist[fd].wlen;int count = send(fd,buffer,idx,0);//没有会一直recv bufferset_event(fd,EPOLLIN,0);return count;
}int accept_cb(int fd)
{struct sockaddr_in clientaddr;socklen_t len = sizeof(clientaddr);int clientfd = accept(fd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len);if(clientfd<0){return -1;}set_event(clientfd,EPOLLIN,1);connlist[clientfd].fd = clientfd;memset(connlist[clientfd].rbuffer,0,BUFFER_LENGTH);connlist[clientfd].rlen = 0;memset(connlist[clientfd].wbuffer,0,BUFFER_LENGTH);connlist[clientfd].wlen = 0;connlist[clientfd].recv_t.recv_callback = recv_cb;connlist[clientfd].send_callback = send_cb;return clientfd;
}int main()
{int sockfd = init_server();epfd = epoll_create(1);if(sockfd <0 ){printf("error\n");}connlist[sockfd].fd = sockfd;connlist[sockfd].recv_t.accept_callback = accept_cb;set_event(sockfd,EPOLLIN,1);struct epoll_event events[1024] = {0};printf("epoll test:\n");while(1){int nready = epoll_wait(epfd, events, 1024, -1);printf("nready:%d\n",nready);int i = 0;for(i = 0;i<nready;i++){int connfd = events[i].data.fd;if(events[i].events & EPOLLIN){int count = connlist[connfd].recv_t.recv_callback(connfd);printf("client send count:%d buffer: %s\n",count,connlist[connfd].rbuffer);}else if(events[i].events & EPOLLOUT){//printf("recv buffer: %s\n", connlist[connfd].wbuffer);int count = connlist[connfd].send_callback(connfd);printf("servre send buffer: %s\n",connlist[connfd].wbuffer);}}}}

这篇关于C语言实现Reactor的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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