C语言--day32

TCP并发服务器

• 单循环服务器：一次只能处理一个客户端任务的服务器
• 并发服务器：能够同时处理多个客户端任务的服务器

TCP并发服务端：

• 多进程
• 安全、资源开销大、并发量小
• 多线程
• 相对进程资源开销小，相对并发量大
• 线程池
• 提前创建好大量线程管理起来，避免反复创建线程带来时间消耗
• 生产者--消费者 设计模式
• IO多路复用
• 文件 --->>fd
• 对多个文件描述符的监测，复用一个进程。
• select
• poll
• epoll

Linux常用IO模型

阻塞IO

• fgets()

• read()

• fread()

• recv()

1. 让多个IO具有先后顺序
2. 节省CPU资源

非阻塞IO

1. 搭配轮询方式实现
2. 浪费CPU资源

信号驱动IO

1. 效率高

2. 驱动的信号个数有限，应用层无法区分多个IO事件

IO多路复用

• 在一个进程中，同时监测多个IO

1. select
2. poll
3. epoll

• 创建文件描述符集合
• 添加需要监测的文件描述符到集合
• 通知内核开始监测
• 由IO事件到达时，监测返回结果

select:

    int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
                  fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
功能:通知内核监测文件描述符中的事件
参数：
               nfds ：集合中最大的文件描述符+1
               readfds：读事件的文件描述符集合
               writefds：写事件的文件描述符集合
               exceptfds：其他
               timeout：超时时间
                      NULL ：不设置超时时间（阻塞）

返回值：
    成功：返回到达事件的个数
    失败：-1
    void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
功能：将fd对应文件描述符清零
    int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
功能：判断fd对应的文件描述符是否被置位
    void FD_SET(int fd, fd_set *set);
功能：将集合表中的fd对用的文件描述符置位
    void FD_ZERO(fd_set *set);
功能：将集合表全部清零

select的特点：

1. select使用数组（位图）保存文件描述符集合，最多允许监测1024个文件描述符
2. select将集合表创建在应用层，需要应用层和内核层的反复数据拷贝
3. select需要遍历寻找到达的IO事件，效率低
4. select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）

poll的特点：

1. poll使用链表保存文件描述符集合，理论上没有文件描述符限制
2. poll将集合表创建在应用层，需要应用层和内核层的反复数据拷贝
3. poll需要遍历寻找到达的IO事件，效率低
4. poll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）

epoll的特点：

• epoll使用树形结构保存文件描述符集合（红黑树）

• epoll将结合表直接创建在内核层，避免应用层和内核层的反复数据拷贝

• epoll直接返回到达的事件，不需要应用层遍历查找

• epoll可以工作在水平触发模式（低速模式），也可以工作在边沿触发模式（高速模式）

    int epoll_create(int size);

  功能：创建文件描述符集合
  参数：
  size：监测的文件描述符的最大上限
  返回值：
  成功：返回集合代表的文件描述符
  失败：-1

    int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

  功能：对epoll的文件描述符集合进行操作
  参数：
  epfd：文件描述符集合
  op：操作指令
  EPOLL_CTL_ADD:添加
  EPOLL_CTL_MOD:修改
  EPOLL_CTL_DEL:删除
  fd：需要操作的文件描述符
  event：事件类型
  返回值：
  成功：0
  失败：-1

           typedef union epoll_data {
               void        *ptr;
               int          fd;
               uint32_t     u32;
               uint64_t     u64;
           } epoll_data_t;
  
           struct epoll_event {
               uint32_t     events;      /* Epoll events */
               epoll_data_t data;        /* User data variable */
           };
           
    int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
                      int maxevents, int timeout);

  功能：通知内核开始监测文件描述符集合并等待返回监测到的事件结果
  参数：
  epfd：文件描述符集合
  events：保存到达事件的数组
  maxevents：监测的事件最大个数
  timeout ：超时时间
  -1 ：不设置超时
  返回值：
  成功：返回到达事件的个数
  失败：-1