ACE反应器(Reactor)模式(2)

ACE反应器(Reactor)模式(2)

在Socket编程中，常见的事件就是"读就绪"，"写就绪"，通过对这两个事件的捕获分发，可以实现Socket中的异步操作。

Socket编程中的事件处理器

在前面我们已经介绍过，在ACE反应器框架中，任何都必须派生自ACE_Event_Handler类，并通过重载其相应会调事件处理函数来实现相应的回调处理的。在Socket编程中，我们通常需要重载的函数有

1. handle_input()
   当I/O句柄（比如UNIX中的文件描述符）上的输入可用时，反应器自动回调该方法。
2. handle_output()
   当I/O设备的输出队列有可用空间时，反应器自动回调该方法。
3. handle_close()
   当事件处理器中的事件从Reactor中移除的时候调用。

此外，为了使Reactor能通过I/O句柄找到对应的事件处理器，还必须重载其get_handle()方法以使得Reactor建立起I/O句柄和事件处理器的关联。

使用Reactor框架。

下面我们将以一个客户端的程序为例，介绍如何在Socket编程中使用Reactor框架。

一．建立一个客户端对象（事件处理器）。

客户端对象就是一个事件处理器，其声明如下：

class Client:public ACE_Event_Handler
{
public:
    ACE_HANDLE get_handle(void) const;
    int handle_input (ACE_HANDLE fd);
    int handle_close (ACE_HANDLE handle,
ACE_Reactor_Mask close_mask);
    ACE_SOCK_Stream& Peer();
private:
    ACE_SOCK_Stream peer;
};

 

在Client端中我只关心"读就绪"事件，故只重载了handle_input函数（大多数应用下只需要重载handle_input函数）。另外，在客户端还保存了一个ACE_SOCK_Stream的peer对象用来进行Socket通信，同时封装了一个Peer()函数返回它的引用。

二．重载相应回调处理函数

ACE_SOCK_Stream& Client::Peer()
{
    return peer;
}

ACE_HANDLE Client::get_handle(void) const
{
    return peer.get_handle();
}

int Client::handle_input (ACE_HANDLE fd)
{
    int rev=0;
    if((rev = peer.recv(buffer,1000))>0)
    {
        buffer[rev]='\0';
        cout<<endl<<"rev:\t"<<buffer<<endl;
        return 0;
    }
    else    //Socket连接发生错误，返回-1，在Reactor中注销事件，触发handle_close函数
    {
        return -1;
    }
}

int Client::handle_close (ACE_HANDLE handle,
                         ACE_Reactor_Mask close_mask)
{
    cout<<endl<<"connecetd closed";
    return ACE_Event_Handler::handle_close(handle,close_mask);
}

 

几个函数的功能都非常简单，这里就不多做介绍了。

三．在Reactor中注册事件

首先让我们来看看相应的main函数的代码：

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    Client client;
    ACE_SOCK_Connector connector;
    ACE_INET_Addr addr(3000,"127.0.0.1");
    ACE_Time_Value timeout(5,0);
    if(connector.connect(client.Peer(),addr,&timeout) != 0)
    {
        cout<<endl<<"connecetd fail";
        return 0;
    }

    ACE_Reactor::instance()->register_handler(&client,ACE_Event_Handler::READ_MASK);

while(true)
{
ACE_Reactor::instance()->handle_events(); 
}

return 0; 
}

 

在这里可以看到，使用Reactor框架后，依然首先通过ACE_SOCK_Connector的connect函数来建立连接。建立连接后，可以通过ACE_Reactor::instance()->register_handler函数来实现Reactor的注册，实现I/O事件和Client对象的handle_input方法相关联，它的第一个参数是事件处理器的地址，第二个参数是事件类型，由于这里只关心读就绪事件，故注册的事件类型是ACE_Event_Handler::READ_MASK。

四．启动Reactor事件循环

通过如上设置后，我们就可以通过ACE_Reactor::instance()->handle_events()启动Reactor循环了，这样，每当服务器端有数据发送给客户端时，当客户端的数据就绪时，就回触发Client对象的handle_input函数，将接收的数据打印出来。

通常的做法是，将Reactor事件循环作为一个单独的线程来处理，这样就不会阻塞main函数。

五．注销Reactor事件

Reactor事件的注销一般有两种方式，显式和隐式，下面将分别给予介绍。

1. 隐式注销。
   当Reactor捕获事件后，会触发相应的"handle_"处理函数，当"handle_"处理函数返回值大于或等于0时，表示处理事件成功，当返回值小于0时，表示处理事件失败，这时Reactor会自动注销该句柄所注册的所有事件，并触发handle_close函数，以执行相应的资源清理工作。
   在本例中，当handle_input函数里的recv函数接收到0个数时，说明socket发生错误（大多为Socket连接中断），此时返回－1，则系统自动注销相应事件。
2. 显示注销。
   调用Reactor对象的remove_handler方法移除，它有两个参数，第一个是所注册的事件反应器对象，第二个是所要注销的事件。

在这个示例程序里，连接方只有一个Socket连接，Reactor的优势并没有体现出来，但在一些网络管理系统里，连接方需要对多个需要管理的设备（服务器端）进行连接，在这种情况下使用Reactor模式，只需要多开一个Reactor事件循环线程就能实现事件多路分发复用，并且不会阻塞，通过面向对象的回调方式管理，使用起来非常方便。

Reactor框架的另外一个常用的地方就是服务器端，一般是一个服务器端对应多个客户端，这样用Reactor模式能大幅提高并发能力，这方面的编程方法将在下一章给与介绍。