Reactor 与 Proactor

一。五种IO Model

1. blocking IO
2. nonblocking IO
3. IO multiplexing
4. signal driven IO（不常用）
5. asynchronous IO

对于一个network IO (以read举例)，它会涉及到两个系统对象，一个是调用这个IO的process or thread，另一个就是系统内核。

当一个read操作发生时，它会经历两个阶段：

1 等待数据准备 (Waiting for the data to be ready)

2 将数据从内核拷贝到进程中 (Copying the data from the kernel to the process)

记住这两点很重要，因为这些IO Model的区别就是在两个阶段上各有不同的情况。

• 阻塞IO：java中老的bio便是这种模式，在接到事件（数据到达、数据拷贝完成等）前程序需阻塞等待。优点是编码简单，

缺点是效率低，处理程序阻塞会导致cpu利用率很低。

• 非阻塞IO：在未接到事件时处理程序一直主动轮询，这样处理程序无需阻塞，可以在轮询间歇去干别的，但是轮询会造成重

复请求，同样浪费资源。以前java中实现的的伪异步模式就是采用这种思想。

• IO复用模型：增加了对socket的事件监听器(selector)，从而把处理程序和对应的socket事件解耦，所用的socket连接都

注册在监听器，在等待阶段只有监听器会阻塞，处理线程从监听器获取事件对socket连接处理即可，而且一个处理线程可以对应多

个连接（前两种一般都是一个socket连接起一个线程，这就是为什么叫复用），有点是节省资源，由于处理程序能够被多个连接复

用，因此少数的线程就能处理大量连接。缺点同样因为复用，如果是大量费时处理的连接（如大量连接上传大文件），很容易造成

线程占满而导致新连接失败。

• 信号驱动IO模型：在数据准别阶段无需阻塞，只需向系统注册一个信号，在数据准备好后，系统会响应该信号。该模型依赖

于系统实现，而且信号通信使用比较麻烦，因此java中未有对应实现。

• 异步IO：与信号驱动IO很类似，而且在数据拷贝阶段(指数据从系统缓冲区拷贝至程序自己的缓冲区，其他模型改阶段程序都

需要阻塞等待)同样可以异步处理。

二。 同步和异步 、阻塞和非阻塞

同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的，同步指的是用户进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否就绪，而

异步是指用户进程触发IO操作以后便开始做自己的事情，而当IO操作已经完成的时候会得到IO完成的通知。

而阻塞和非阻塞是针对于进程在访问数据的时候，根据IO操作的就绪状态来采取的不同方式，说白了是一种读取或者写入操作函数

的实现方式，阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待，而非阻塞方式下，读取或者写入函数会立即返回一个状态值。

三。总结

简单来说，Reactor模式里，操作系统只负责通知IO就绪，具体的IO操作（例如读写）仍然是要在业务进程里阻塞的去做的，

而Proactor模式则更进一步，由操作系统将IO操作执行好（例如读取，会将数据直接读到内存buffer中），而handler只负责处

理自己的逻辑，真正做到了IO与程序处理异步执行。所以我们一般又说Reactor是同步IO，Proactor是异步IO。

最后，再举几个不是很恰当的例子来说明这四个IO Model:
有A，B，C，D四个人在钓鱼：
A用的是最老式的鱼竿，所以呢，得一直守着，等到鱼上钩了再拉杆；
B的鱼竿有个功能，能够显示是否有鱼上钩，所以呢，B就和旁边的MM聊天，隔会再看看有没有鱼上钩，有的话就迅速拉杆；
C用的鱼竿和B差不多，但他想了一个好办法，就是同时放好几根鱼竿，然后守在旁边，一旦有显示说鱼上钩了，它就将对应的鱼竿拉起来；
D是个有钱人，干脆雇了一个人帮他钓鱼，一旦那个人把鱼钓上来了，就给D发个短信。

四。链接

IO - 同步，异步，阻塞，非阻塞 （亡羊补牢篇）

阻塞 异步 （tornado）