网络方面用的比较多的库是libevent和boost.asio，两者都是跨平台的。其中libevent是基于Reactor实现的，而boost.asio是基于Proactor实现的。Reactor和Proactor模式的主要区别就是真正的操作（如读/写）是由谁来完成的，Reactor中需要应用程序自己读取或者写入数据，而在Proactor模式中，应用程序不需要进行实际的读/写过程，操作系统会读取缓冲区或者写入缓冲区到真正的IO设备，应用程序只需要从缓冲区读取（操作系统已经帮我们读好了）或者写入缓冲区（操作系统会帮我们写入）即可。在Proactor模式中，用户发起异步操作之后就返回了，让操作系统去处理请求，然后等着回调到完成事件函数中处理异步操作的结果。
1. 反应器（Reactor）
Reactor一般是应用程序先注册响应的事件处理器，然后启动Reactor的事件循环，不断的检查是否有就绪的IO事件，当有就绪IO事件发生时，反应器的事件循环就会调用事先注册好的事件处理器。下面代码是libevent的一个简单应用代码及就绪的IO事件发生时的堆栈图，其中就绪IO事件可以使用网络调试助手，连接本机之后即可产生。
#include "stdafx.h" #include <string.h> #include <errno.h> #include <stdio.h> #include <signal.h> #ifndef WIN32 #include <netinet/in.h> # ifdef _XOPEN_SOURCE_EXTENDED # include <arpa/inet.h> # endif #include <sys/socket.h> #endif #include <event2/bufferevent.h> #include <event2/buffer.h> #include <event2/listener.h> #include <event2/util.h> #include <event2/event.h> static const char MESSAGE[] = "Hello, World! "; static const int PORT = 9995; static void listener_cb(struct evconnlistener *, evutil_socket_t, struct sockaddr *, int socklen, void *); static void conn_writecb(struct bufferevent *, void *); static void conn_eventcb(struct bufferevent *, short, void *); static void signal_cb(evutil_socket_t, short, void *); int main(int argc, char **argv) { struct event_base *base; struct evconnlistener *listener; struct event *signal_event; struct sockaddr_in sin; #ifdef WIN32 WSADATA wsa_data; WSAStartup(0x0201, &wsa_data); #endif base = event_base_new(); if (!base) { fprintf(stderr, "Could not initialize libevent! "); return 1; } memset(&sin, 0, sizeof(sin)); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(PORT); listener = evconnlistener_new_bind(base, listener_cb, (void *)base, LEV_OPT_REUSEABLE|LEV_OPT_CLOSE_ON_FREE, -1, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)); if (!listener) { fprintf(stderr, "Could not create a listener! "); return 1; } signal_event = evsignal_new(base, SIGINT, signal_cb, (void *)base); if (!signal_event || event_add(signal_event, NULL)<0) { fprintf(stderr, "Could not create/add a signal event! "); return 1; } event_base_dispatch(base); evconnlistener_free(listener); event_free(signal_event); event_base_free(base); printf("done "); return 0; } static void listener_cb(struct evconnlistener *listener, evutil_socket_t fd, struct sockaddr *sa, int socklen, void *user_data) { struct event_base *base = (event_base *)user_data; struct bufferevent *bev; bev = bufferevent_socket_new(base, fd, BEV_OPT_CLOSE_ON_FREE); if (!bev) { fprintf(stderr, "Error constructing bufferevent!"); event_base_loopbreak(base); return; } bufferevent_setcb(bev, NULL, conn_writecb, conn_eventcb, NULL); bufferevent_enable(bev, EV_WRITE); bufferevent_disable(bev, EV_READ); bufferevent_write(bev, MESSAGE, strlen(MESSAGE)); } static void conn_writecb(struct bufferevent *bev, void *user_data) { struct evbuffer *output = bufferevent_get_output(bev); if (evbuffer_get_length(output) == 0) { printf("flushed answer "); bufferevent_free(bev); } } static void conn_eventcb(struct bufferevent *bev, short events, void *user_data) { if (events & BEV_EVENT_EOF) { printf("Connection closed. "); } else if (events & BEV_EVENT_ERROR) { printf("Got an error on the connection: %s ", strerror(errno));/*XXX win32*/ } /* None of the other events can happen here, since we haven't enabled * timeouts */ bufferevent_free(bev); } static void signal_cb(evutil_socket_t sig, short events, void *user_data) { struct event_base *base = (event_base *)user_data; struct timeval delay = { 2, 0 }; printf("Caught an interrupt signal; exiting cleanly in two seconds. "); event_base_loopexit(base, &delay); }
有连接时的堆栈图：
从堆栈图中可以看出libevent只有一个线程在执行，都是从event_base_dispatch中逐渐回调的。反应器逆置了事件的处理流程，但是可以看出它不能同时支持大量客户请求或者耗时过长的请求，因为它串行化了所有的事件处理流程。
2. 主动器（Proactor）
（1）Proactor需要调用者定义一个异步执行的操作，例如，socket的异步读/写；
（2）执行异步操作，异步事件处理器将异步请求交给操作系统就返回了，让操作系统去完成具体的操作，操作系统在完成操作之后，会将完成事件放入一个完成事件队列。
（3）异步事件分离器会检测完成事件，若检测到完成事件，则从完成队列中取出完成事件，并通知应用程序注册的完成事件处理函数去处理；
（4）完成事件处理函数处理异步操作的结果。
下面是一个基于boost::asio的异步服务器：
#include "stdafx.h" #include <boost/asio.hpp> #include <boost/bind/placeholders.hpp> #include <boost/bind/bind.hpp> #include <boost/system/error_code.hpp> #include <boost/smart_ptr/enable_shared_from_this.hpp> using namespace boost::asio; namespace { typedef boost::asio::io_service IoService; typedef boost::asio::ip::tcp TCP; std::string make_daytime_string() { using namespace std; time_t now = std::time(NULL); return ctime(&now); } class tcp_connection : public boost::enable_shared_from_this<tcp_connection> { public: typedef boost::shared_ptr<tcp_connection> pointer; static pointer create(IoService& io_service) { return pointer(new tcp_connection(io_service)); } TCP::socket& socket() { return socket_; } void start() { message_ = make_daytime_string(); boost::asio::async_write( socket_, boost::asio::buffer(message_), boost::bind(&tcp_connection::handle_write, shared_from_this(), boost::asio::placeholders::error, boost::asio::placeholders::bytes_transferred)); } private: tcp_connection(IoService& io_service) : socket_(io_service) { } void handle_write(const boost::system::error_code& /*error*/, size_t /*bytes_transferred*/) { printf("write data!!!"); } TCP::socket socket_; std::string message_; }; class tcp_server { public: tcp_server(IoService& io_service) : acceptor_(io_service, TCP::endpoint(TCP::v4(), 10000)) { start_accept(); } private: void start_accept() { tcp_connection::pointer new_connection = tcp_connection::create(acceptor_.get_io_service()); acceptor_.async_accept( new_connection->socket(), boost::bind(&tcp_server::handle_accept, this, new_connection, boost::asio::placeholders::error)); } void handle_accept(tcp_connection::pointer new_connection, const boost::system::error_code& error) { if (!error) { new_connection->start(); start_accept(); //继续监听，否则io_service将认为没有事件处理而结束运行 } } TCP::acceptor acceptor_; }; } // tcp_connection与tcp_server封装后 void test_asio_asynserver() { try { IoService io_service; tcp_server server(io_service); // 只有io_service类的run()方法运行之后回调对象才会被调用 io_service.run(); } catch (std::exception& e) { std::cerr << e.what() << std::endl; } } int main() { test_asio_asynserver(); return 0; }
有连接时需要写入数据，但是写入数据并不是由用户写入的，而是把需要写入的数据提交给了系统，由系统择机写入，堆栈如下：
总结两者，可以看出Reactor采用的是同步IO，主动器采用的是异步IO，同步和异步之分可以参考文章（ IO - 同步，异步，阻塞，非阻塞 （亡羊补牢篇）），个人认为简单来说，同步IO是发出了请求，不管阻塞还是非阻塞，都需要调用者主动去check调用的结果；而异步IO是由被调用者通知调用者来处理结果。