[设计模式]Proactor前摄器模式和Reactor反应器模式

Proactor和Reactor都是并发编程中的设计模式。他们都是用于派发/分离IO操作事件的。所谓的IO事件也就是诸如read/write的IO操作。"派发/分离"就是将单独的IO事件通知到上层模块。两个模式不同的地方在于， Proactor用于异步IO，而Reactor用于同步IO。

一般地,I/O多路复用机制都依赖于一个事件多路分离器(Event Demultiplexer)。分离器对象可将来自事件源的I/O事件分离出来，并分发到对应的read/write事件处理器(Event Handler)。开发人员预先注册需要处理的事件及其事件处理器（或回调函数）；事件分离器负责将请求事件传递给事件处理器。两个与事件分离器有关的模式是Reactor和Proactor。

Reactor反应器模式

Reactor模式又叫反应器或反应堆。平时接触的开源产品如libevent/libev/libuv/ZeroMQ/ACE，事件模型都使用的Reactor模式；
在Reactor中，事件分离器负责等待文件描述符或socket为读写操作准备就绪，然后将就绪事件传递给对应的处理器，最后由处理器负责完成实际的读写工作。 Reactor模式已经被广泛使用，著名的开源事件库libevent、libev、libuv都是使用Reactor模式。
Reactor处理耗时长的操作（如文件I/O）会造成事件分发的阻塞，影响到后续事件的处理。因此涉及到文件I/O相关的操作，需要使用异步I/O，即使用Proactor模式效果更佳。

Reactor包含如下角色：“反应”器名字中”反应“的由来；“反应”即“倒置”，“控制逆转”

Proactor前摄器模式

Proactor模式又叫前摄器或主动器模式。它用于实现异步I/O模型
在Proactor模式中，处理器--或者兼任处理器的事件分离器，只负责发起异步读写操作。IO操作本身由操作系统来完成。传递给操作系统的参数需要包括用户定义的数据缓冲区地址和数据大小，操作系统才能从中得到写出操作所需数据，或写入从socket读到的数据。事件分离器捕获IO操作完成事件，然后将事件传递给对应处理器。比如，在windows上，处理器发起一个异步IO操作，再由事件分离器等待IOCompletion事件。典型的异步模式实现，都建立在操作系统支持异步API的基础之上，我们将这种实现称为“系统级”异步或“真”异步，因为应用程序完全依赖操作系统执行真正的IO工作。 boost的asio是proactor。

Reactor模式和Proactor模式的主要区别

1. Reactor实现同步I/O多路分发，Proactor实现异步I/O分发。
如果只是处理网络I/O单线程的Reactor尚可处理，但如果涉及到文件I/O，单线程的Reactor可能被文件I/O阻塞而导致其他事件无法被分发。所以涉及到文件I/O最好还是使用Proactor模式，或者用多线程模拟实现异步I/O的方式。
2. Reactor模式注册的是文件描述符的就绪事件，而Proactor模式注册的是完成事件。
即Reactor模式有事件发生的时候要判断是读事件还是写事件，然后用再调用系统调用(read/write等)将数据从内核中拷贝到用户数据区继续其他业务处理。
而Proactor模式一般使用的是操作系统的异步I/O接口，发起异步调用（用户提供数据缓冲区）之后操作系统将在内核态完成I/O并拷贝数据到用户提供的缓冲区中， 完成事件到达之后，用户只需要实现自己后续的业务处理即可。
3. 主动和被动
Reactor模式是一种被动的处理，即有事件发生时被动处理。而Proator模式则是主动发起异步调用，然后循环检测完成事件。

观察者模式和Recactor模式，Proactor模式的主要区别

观察者模式，也叫发布-订阅模式，主要是适用于对象间一对多的依赖关系，通常用作消息分发和处理。而Reactor模式和Proactor模式主要用于高效的io模式， 明显的特征是“回调”思想的运用，提高效率，避免没有必要的耗时的等待，与对象间的依赖关系无关