在高性能的I/O設(shè)計(jì)中，有兩個(gè)比較著名的模式Reactor和Proactor模式，其中Reactor模式用于同步I/O，而Proactor運(yùn)用于異步I/O操作。

       在比較這兩個(gè)模式之前，我們首先的搞明白幾個(gè)概念，什么是阻塞和非阻塞，什么是同步和異步,同步和異步是針對(duì)應(yīng)用程序和內(nèi)核的交互而言的，同步指的是用戶(hù)進(jìn)程觸發(fā)IO操作并等待或者輪詢(xún)的去查看IO操作是否就緒，而異步是指用戶(hù)進(jìn)程觸發(fā)IO操作以后便開(kāi)始做自己的事情，而當(dāng)IO操作已經(jīng)完成的時(shí)候會(huì)得到IO完成的通知。而阻塞和非阻塞是針對(duì)于進(jìn)程在訪問(wèn)數(shù)據(jù)的時(shí)候，根據(jù)IO操作的就緒狀態(tài)來(lái)采取的不同方式，說(shuō)白了是一種讀取或者寫(xiě)入操作函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式，阻塞方式下讀取或者寫(xiě)入函數(shù)將一直等待，而非阻塞方式下，讀取或者寫(xiě)入函數(shù)會(huì)立即返回一個(gè)狀態(tài)值。

  一般來(lái)說(shuō)I/O模型可以分為：同步阻塞，同步非阻塞，異步阻塞，異步非阻塞IO

   同步阻塞IO：

   在此種方式下，用戶(hù)進(jìn)程在發(fā)起一個(gè)IO操作以后，必須等待IO操作的完成，只有當(dāng)真正完成了IO操作以后，用戶(hù)進(jìn)程才能運(yùn)行。JAVA傳統(tǒng)的IO模型屬于此種方式！

   同步非阻塞IO:

在此種方式下，用戶(hù)進(jìn)程發(fā)起一個(gè)IO操作以后邊可返回做其它事情，但是用戶(hù)進(jìn)程需要時(shí)不時(shí)的詢(xún)問(wèn)IO操作是否就緒，這就要求用戶(hù)進(jìn)程不停的去詢(xún)問(wèn)，從而引入不必要的CPU資源浪費(fèi)。其中目前JAVA的NIO就屬于同步非阻塞IO。

   異步阻塞IO：

   此種方式下是指應(yīng)用發(fā)起一個(gè)IO操作以后，不等待內(nèi)核IO操作的完成，等內(nèi)核完成IO操作以后會(huì)通知應(yīng)用程序，這其實(shí)就是同步和異步最關(guān)鍵的區(qū)別，同步必須等待或者主動(dòng)的去詢(xún)問(wèn)IO是否完成，那么為什么說(shuō)是阻塞的呢？因?yàn)榇藭r(shí)是通過(guò)select系統(tǒng)調(diào)用來(lái)完成的，而select函數(shù)本身的實(shí)現(xiàn)方式是阻塞的，而采用select函數(shù)有個(gè)好處就是它可以同時(shí)監(jiān)聽(tīng)多個(gè)文件句柄，從而提高系統(tǒng)的并發(fā)性！

   異步非阻塞IO:

   在此種模式下，用戶(hù)進(jìn)程只需要發(fā)起一個(gè)IO操作然后立即返回，等IO操作真正的完成以后，應(yīng)用程序會(huì)得到IO操作完成的通知，此時(shí)用戶(hù)進(jìn)程只需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就好了，不需要進(jìn)行實(shí)際的IO讀寫(xiě)操作，因?yàn)?/span>真正的IO讀取或者寫(xiě)入操作已經(jīng)由內(nèi)核完成了。目前Java中還沒(méi)有支持此種IO模型。   

         搞清楚了以上概念以后，我們?cè)倩剡^(guò)頭來(lái)看看，Reactor模式和Proactor模式。

首先來(lái)看看Reactor模式，Reactor模式應(yīng)用于同步I/O的場(chǎng)景。我們分別以讀操作和寫(xiě)操作為例來(lái)看看Reactor中的具體步驟：

讀取操作：

1. 應(yīng)用程序注冊(cè)讀就需事件和相關(guān)聯(lián)的事件處理器

2. 事件分離器等待事件的發(fā)生

3. 當(dāng)發(fā)生讀就需事件的時(shí)候，事件分離器調(diào)用第一步注冊(cè)的事件處理器

4. 事件處理器首先執(zhí)行實(shí)際的讀取操作，然后根據(jù)讀取到的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的處理

寫(xiě)入操作類(lèi)似于讀取操作，只不過(guò)第一步注冊(cè)的是寫(xiě)就緒事件。

下面我們來(lái)看看Proactor模式中讀取操作和寫(xiě)入操作的過(guò)程：

讀取操作：

1. 應(yīng)用程序初始化一個(gè)異步讀取操作，然后注冊(cè)相應(yīng)的事件處理器，此時(shí)事件處理器不關(guān)注讀取就緒事件，而是關(guān)注讀取完成事件，這是區(qū)別于Reactor的關(guān)鍵。

2. 事件分離器等待讀取操作完成事件

3. 在事件分離器等待讀取操作完成的時(shí)候，操作系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)核線程完成讀取操作，并將讀取的內(nèi)容放入用戶(hù)傳遞過(guò)來(lái)的緩存區(qū)中。這也是區(qū)別于Reactor的一點(diǎn)，Proactor中，應(yīng)用程序需要傳遞緩存區(qū)。

4. 事件分離器捕獲到讀取完成事件后，激活應(yīng)用程序注冊(cè)的事件處理器，事件處理器直接從緩存區(qū)讀取數(shù)據(jù)，而不需要進(jìn)行實(shí)際的讀取操作。

Proactor中寫(xiě)入操作和讀取操作，只不過(guò)感興趣的事件是寫(xiě)入完成事件。

從上面可以看出，Reactor和Proactor模式的主要區(qū)別就是真正的讀取和寫(xiě)入操作是有誰(shuí)來(lái)完成的，Reactor中需要應(yīng)用程序自己讀取或者寫(xiě)入數(shù)據(jù)，而Proactor模式中，應(yīng)用程序不需要進(jìn)行實(shí)際的讀寫(xiě)過(guò)程，它只需要從緩存區(qū)讀取或者寫(xiě)入即可，操作系統(tǒng)會(huì)讀取緩存區(qū)或者寫(xiě)入緩存區(qū)到真正的IO設(shè)備.

          綜上所述，同步和異步是相對(duì)于應(yīng)用和內(nèi)核的交互方式而言的，同步 需要主動(dòng)去詢(xún)問(wèn)，而異步的時(shí)候內(nèi)核在IO事件發(fā)生的時(shí)候通知應(yīng)用程序，而阻塞和非阻塞僅僅是系統(tǒng)在調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用的時(shí)候函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式而已。