# Reactor框架

**Repository Path**: chugehehe/reactor-framework

## Basic Information

- **Project Name**: Reactor框架
- **Description**: Reactor并发网络模型 + 线程池
- **Primary Language**: C++
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 4
- **Forks**: 0
- **Created**: 2024-12-01
- **Last Updated**: 2025-09-18

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: 服务器框架, 线程池, 定时器

## README

# Reactor 网络框架

一个基于 Reactor 模式的高性能 C++ 网络编程框架，支持多种负载均衡策略和并发模型。

TCP网络编程本质处理三个半事件：**连接建立、连接断开、消息到达（文件描述符可读）**、消息发送完毕；反应式服务器：启动时注册三个事件的回调函数到事件循环，启动事件循环后Reactor对象通过IO多路复用监听就绪事件分发给三个回调函数。

多Reactor模式：mainReactor占据**主线程**负责监听新连接(accept())，subReactor创建一个**新线程**处理已建立连接的IO事件(IO线程)，因为多进程之间无法共享计算线程池(工作线程)。这种模型能够适用IO频繁且计算密集的服务，充分利用多核cpu。

![image-20250918144512242](./README/image-20250918144512242-1758180185041-10.png)

##  特性

-  **高性能**：基于 epoll 的事件驱动模型
- **负载均衡**：支持轮询、最少连接、一致性哈希、自适应等策略
-  **线程池**：高效的多线程任务处理
-  **定时器**：基于 timerfd 的定时器功能

##  架构组件

| 组件 | 功能描述 |
|------|----------|
| **MainReactor** | 主反应器非阻塞EventLoop，负责通过Acceptor接受新连接分配给SubReactor |
| **SubReactor** | 子反应器阻塞EventLoop，专注于处理已建立连接的 I/O 事件 |
| **Acceptor** | 监听器，接受客户端连接请求 |
| **TcpConnection** | TCP 连接管理，封装连接状态和 I/O 操作 |
| **EventLoop** | 事件循环，基于 epoll 的事件分发 |
| **ThreadPool** | 线程池，处理CPU密集型任务 |
| **LoadBalanceStrategy** | 负载均衡策略，支持多种分配算法 |

## 系统要求

- **操作系统**：Linux (支持 epoll)
- **编译器**：GCC 7.0+ (支持 C++17)

## 快速开始

### 1. 克隆项目

```bash
git clone https://gitee.com/chugehehe/reactor-framework.git
cd reactor-framework
```

### 2. 编译项目

```bash
# 编译最新版本 (ReactorV5.2)
cd Reactor/ReactorV5.2
make multi_reactor_server

# 或编译其他版本
cd Reactor/3_ReactorV4
make  # 如果有 Makefile
```

### 3. 运行服务器

```bash
# 启动服务器
./multi_reactor_server

# 在另一个终端测试连接
nc localhost 8080
```

## 📁 项目结构

```
reactor-framework/
├── Reactor/                    # 核心实现目录
│   ├── 1_ReactorV1/           # 基础 Reactor 实现
│   ├── 2_ReactorV2/           # 添加事件循环
│   ├── 3_ReactorV4/           # 增加线程池
│   ├── 4_ReactorV5/           # 优化连接管理
│   ├── 5_ReactorV6/           # 添加日志和配置
│   ├── 6_ReactorV7/           # 多线程优化版本
│   ├── ReactorV5.2/           # 最新稳定版本
│   │   ├── http/              # HTTP 服务器实现 未完成
│   │   ├── Database/          # 数据库相关组件  未完成
│   │   └── test/              # 测试用例
│   └── muduo_Reactor/         # Muduo 风格实现
├── timerfd/                   # 定时器模块
```

## 🎯 使用示例

### 基础 Echo 服务器

```cpp
#include "EchoServer.h"
#include "LoadBalanceStrategy.h"

int main() {
    // 创建 Echo 服务器
    EchoServer server("127.0.0.1", 8080, 4);  // 4个子反应器
    
    // 设置负载均衡策略
    server.setLoadBalanceStrategy(LoadBalanceStrategy::LEAST_CONNECTIONS);
    
    // 启动服务器
    server.start();
    
    return 0;
}
```

## ⚙️ 负载均衡策略

框架支持多种负载均衡策略，可动态切换：

| 策略 | 描述 | 适用场景 |
|------|------|----------|
| **轮询** | 按顺序分配连接 | 均匀负载 |
| **最少连接** | 分配给连接数最少的线程 | 连接时长差异大 |
| **一致性哈希** | 基于客户端 IP 哈希 | 会话保持需求 |
| **自适应** | 根据负载自动调整 | 动态负载环境 |

### 动态切换策略

```bash
# 获取服务器进程 ID
ps aux | grep reactor_server

# 切换负载均衡策略
kill -USR1 <pid>

# 优雅关闭服务器
kill -USR2 <pid>
```



## 📈 版本演进详细说明

### V1 - 基础 Reactor 实现
- 实现最基本的 Reactor 模式
- 单线程事件驱动模型
- 基础的 Socket 封装和 TCP 连接管理
- 简单的 Acceptor 用于接受新连接

### V2 - 事件循环优化
- 引入 EventLoop 事件循环机制
- 基于 epoll 的高效事件通知
- 改进的连接状态管理
- 增强的错误处理机制

### V4 - 线程池集成
- 集成 ThreadPool 线程池组件
- 支持多线程并发处理业务逻辑
- TaskQueue 任务队列实现
- 主从 Reactor 模式雏形

### V5 - 连接管理优化
- 完善的 TcpServer 服务器架构
- 优化的连接生命周期管理
- 改进的内存管理和资源回收
- 增强的异常处理和容错能力

### ReactorV5.2
- **负载均衡**：四种策略动态切换
- **主从 Reactor**：MainReactor + SubReactor 架构
- **定时器系统**：基于 timerfd 的高精度定时器
- **数据库支持**：生产者消费者队列模式
- **性能监控**：实时负载统计和策略自适应