Reactor模式的.net版本简单实现--DEMO

Posted 2020-10-21 cqhaibin

     近期在学习DotNetty，遇到不少的问题。由于dotnetty是次netty的.net版本的实现。导致在网上叙述dotnetty的原理，以及实现技巧方面的东西较少，这还是十分恼人的。在此建议学习和使用Dotnetty的和位小伙伴，真心阅读下netty的相关书籍，如《netty权威指南》。

     闲话少说，进入正题。netty的性能之所以能够达到如此的高度。主要由于他使用Reactor模式处理socket的请求，让服务器的使用率最大化，且尽量减少线程的开销。本文章主要简单介绍下Reactor模式。

一、reactor概论

reactor模式主要解决处理多个客户端请求的设计模式。

首先从类图我们可以得知：

Dispatcher：Handler管理器，以及调用度。他依赖于Demultiplexer类

Demultiplexer：事件管理器，接受外部的事件，并提供给Dispatch使用。

Handle：事件源，表示触发了那些事件

EventHandler：各种类型的处理器，用于处理具体的业务，以及I/O的读写

当然，也可以通过序列图看出首先需要初始化Dispatcher, Demultiplexer等相关类，以及注册具体的事件处理器。

二、代码的具体实现

类图如下[源码下载]：

2.1 多路复用事件处理器的代码

public class Demultiplexer
    {
        private ConcurrentQueue<Event> eventQuene = new ConcurrentQueue<Event>();
        private Object lockObj = new Object();

        public List<Event> Select()
        {
            return this.Select(0);
        }
        public List<Event> Select(int time)
        {
            if(time > 0)
            {
                if (this.eventQuene.IsEmpty)
                {
                    lock (lockObj)
                    {
                        if (this.eventQuene.IsEmpty)
                        {
                            System.Threading.Thread.Sleep(time);
                        }
                    }
                }
            }
            List<Event> events = new List<Event>();
            while(this.eventQuene.Count > 0)
            {
                Event tmp;
                if(this.eventQuene.TryDequeue(out tmp))
                {
                    events.Add(tmp);
                }
            }
            return events;
        }
        public void AddEvent(Event argEvent)
        {
            this.eventQuene.Enqueue(argEvent);
        }
    }

此类主要防止多线程的共同竞争，因为多路径复用选择器会被多个线程同时使用。所以使用的线程安全的Queue。

2.2 Handler触发器和管理器

/// <summary>
    /// Reactor的事件Handler触发器，提供事件Handler的注册，移除
    /// </summary>
    public class EventDispatch
    {
        private Demultiplexer demultiplexer;
        Dictionary<EventType, EventHandler> eventHandlerMap = new Dictionary<EventType, EventHandler>();

        public EventDispatch(Demultiplexer demultiplexer)
        {
            this.demultiplexer = demultiplexer;
        }

        public void RegisterHandler(EventType eventType, EventHandler eventHandler)
        {
            this.eventHandlerMap.Add(eventType, eventHandler);
        }
        public void RemoveHandler(EventType eventType)
        {
            this.eventHandlerMap.Remove(eventType);
        }

        public void HandleEvents()
        {
            this.Dispatch();
        }
        public void Dispatch()
        {
            string log = string.Format("thread id: {0} Dispatch", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine(log);
            while (true)
            {
                List<Event> events = this.demultiplexer.Select();
                foreach(var itemEvent in events)
                {
                    EventHandler eventHandler = this.eventHandlerMap[itemEvent.EventType];
                    eventHandler.Handle(itemEvent);
                }
                System.Threading.Thread.Sleep(1000);
            }
        }
    }

主要职责，对Handler的注册、移除的管理，以及通过 多路复用选择器 选择相应的Handler进行处理。

2.3 服务端的实现

/// <summary>
    /// 开启接受请求的服务端
    /// </summary>
    public class AcceptRuner
    {
        private System.Collections.Concurrent.ConcurrentQueue<object> sourceQueue = new System.Collections.Concurrent.ConcurrentQueue<object>();

        private Demultiplexer demultiplexer;

        public AcceptRuner(Demultiplexer demultiplexer)
        {
            this.demultiplexer = demultiplexer;
        }

        public void adConnection(object source)
        {
            this.sourceQueue.Enqueue(source);
        }

        public void Run()
        {
            string log = string.Format("thread id: {0} AcceptRunner", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine(log);
            while (true)
            {
                object source;
                if(this.sourceQueue.TryDequeue(out source))
                {
                    Event acceptEvent = new Event()
                    {
                        EventType = EventType.Accept,
                        Source = source
                    };
                    this.demultiplexer.AddEvent(acceptEvent);
                }
            }
        }
    }

此类效仿netty的serverBoostrap的实现，将外部新的连接以事件对象的形式添加到 多路复用选择器上。

2.4 其他类

Event：事件基类

EventHandler：事件处理器抽象基类。他派生了：AcceptEventHandler，ReadEventHandler。

EventType：事件类型

三、备注说明

1. 代码没有贴完整。但下载包就是完整的。

2. 这只我对Reactor模式的理解，如有偏颇之处，还望各拉指点一二。