1. 服务器
- 单循环服务器:服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求
- 并发服务器模型:服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求
2. TCP:有连接
- 多进程:资源消耗大,同资源平台下,并发量小
- 多线程:创建线程、进程,比较耗时
- 线程池:提前预创建大量线程,避免任务执行过程中创建线程的耗时
- IO多路复用:在不创建新的进程和线程的前提下,可以在一个进程中同时监测多个IO(fd/sockfd/connfd)
为了解决进程或线程阻塞到某个 I/O 系统调用而出现的技术,使进程不阻塞于某个特定的 I/O 系统调用。
优势:系统开销小,系统不需要建立新的进程或者线程,也不必维护这些线程和进程。
3.阻塞IO
- scnaf
- getchar
- fgets
- gets
- read
- recv
- recvfrom
1)可以实现多任务同步(多个事件相互影响)
2)可以节省CPU资源开销,提高执行效率
3)不足:不利于处理比较耗时,延时比较长的任务
4. IO多路复用框架设计
- 创建文件描述符集合
- 将关注的文件描述符加入到集合
- 等待IO事件到达
- 根据不同的IO事件处理不同的任务
4.1 seclect函数
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
功能:阻塞等待IO事件,返回事件结果
参数:
nfds:关注的最大文件描述符+1
readfds:文件描述符事件集合表
writefds:写事件集合表
exceptfds:其他事件集合表
timeout:超时时间
NULL:不设置超时
返回值:
成功:返回到达的事件个数
失败:-1
0:超时事件到达但没有IO事件
4.2 文件描述符函数
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
//此函数用于将文件描述符 fd 从集合 set 中移除。如果 fd 原本就不在集合中,该函数不会产生任何影响
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
//该函数用于检查文件描述符 fd 是否为集合 set 的成员。如果 fd 在集合中,函数返回非零值;否则返回 0。
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
//这个函数将文件描述符 fd 添加到集合 set 中。如果 fd 已经在集合中,函数不会产生任何影响。
void FD_ZERO(fd_set *set);
//此函数将集合 set 初始化为不包含任何文件描述符,即清空集合。
5. 关于IO多路复用
- select使用位图管理文件描述符,最多允许同时监测1024个文件描述符(有上限);
- 文件描述符集合在应用层创建,需要实现应用层和内核层的反复拷贝
- 需要应用层对集合表进行遍历,寻找到达的事件
- 只能工作在水平触发模式(低速模式),不能工作在边沿触发模式(高速模式)
LT(Level Triggered,水平触发)和ET(Edge Triggered,边沿触发)是I/O多路复用机制中两种不同的事件触发模式
水平触发是一种较为传统且容易理解的触发模式。在水平触发模式下,只要文件描述符对应的内核缓冲区中有数据可读(或者可写空间足够),就会持续触发事件。也就是说,只要满足事件的条件,就会不断地通知应用程序。
边沿触发是一种更为高效但也更复杂的触发模式。在边沿触发模式下,只有当文件描述符对应的内核缓冲区状态发生变化时才会触发事件。也就是说,当有新的数据到达(从无到有)或者可写空间从无到有时,epoll才会通知应用程序。一旦事件被触发,应用程序必须尽可能多地处理数据,因为后续即使缓冲区中还有数据,也不会再次触发事件,直到下一次状态发生变化。