深入浅出Reactor和Proactor模式

        Reactor模式和Proactor模式是两种常见的设计模式，用于处理事件驱动的并发编程。它们在处理IO操作时有着不同的工作方式和特点。

对于到来的IO事件（或是其他的信号/定时事件），又有两种事件处理模式：

• Reactor模式：要求主线程（I/O处理单元）只负责监听文件描述符上是否有事件发生（可读、可写），若有，则立即通知工作线程，将socket可读可写事件放入请求队列，读写数据、接受新连接及处理客户请求均在工作线程中完成。(需要区别读和写事件)
• Proactor模式：主线程和内核负责处理读写数据、接受新连接等I/O操作，工作线程仅负责业务逻辑（给予相应的返回url），如处理客户请求。

Reactor模式：

工作方式：Reactor模式使用一个事件循环/事件轮询器（通常是主线程），负责监听和分发IO事件。当有IO事件发生时，Reactor会调用相应的处理函数进行处理。

• 简单且易于理解和实现。通常只需要一个事件循环器以及事件处理函数即可实现。
• 可以处理大量的并发连接，因为使用一个线程来处理所有的IO事件，减少了线程切换的开销。

缺点：

• 对于处理耗时的IO操作阻塞，会导致整个Reactor的处理能力下降，无法充分利用CPU资源。
• 无法利用多核处理器的优势，因为只有一个线程用于处理IO事件。

具体框架：

class Reactor {
public:
    // 构造函数，初始化事件循环
    Reactor();

    // 注册事件处理器
    void registerEventHandler(EventHandler* handler, EventType type);

    // 事件循环
    void eventLoop();

private:
    // 事件处理器映射表
    std::map<EventType, EventHandler*> eventHandlers;
};

// 事件处理器接口
class EventHandler {
public:
    virtual void handleEvent() = 0;
};

// 具体的事件处理器
class ConcreteEventHandler : public EventHandler {
public:
    virtual void handleEvent() override {
        // 处理事件的具体逻辑
    }
};

Proactor模式：

工作方式：Proactor模式使用多线程来处理IO事件。一个线程负责发起IO操作，当操作完成后，另一个线程会收到通知并处理完成的IO操作。

（图借鉴网络）
优点：

• 可以充分利用多核处理器的优势来处理并发IO操作。
• 每个线程可以同时处理多个IO事件。
• 高效利用CPU资源，即使有部分IO操作阻塞也不会影响其他线程的正常工作。

缺点：

• 实现较复杂，涉及多线程之间的同步和通信，需要额外的开销。
• 每个IO操作都需要启动两个线程，可能会导致系统开销较大。

具体框架：

class Proactor {
public:
    // 构造函数，初始化异步操作队列
    Proactor();

    // 异步读操作
    void asyncRead(File* file, CompletionHandler* handler);

    // 异步写操作
    void asyncWrite(File* file, const std::string& data, CompletionHandler* handler);

    // 事件循环
    void eventLoop();

private:
    // 异步操作队列
    std::queue<AsyncOperation*> asyncOperations;
};

// 异步操作接口
class AsyncOperation {
public:
    virtual void execute() = 0;
};

// 异步读操作具体实现
class AsyncReadOperation : public AsyncOperation {
public:
    virtual void execute() override {
        // 执行异步读操作
    }
};

// 异步写操作具体实现
class AsyncWriteOperation : public AsyncOperation {
public:
    virtual void execute() override {
        // 执行异步写操作
    }
};

// 完成处理器接口
class CompletionHandler {
public:
    virtual void handleCompletion() = 0;
};

// 具体的完成处理器
class ConcreteCompletionHandler : public CompletionHandler {
public:
    virtual void handleCompletion() override {
        // 处理完成事件的具体逻辑
    }
};