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常见的并发网络服务程序设计方案

时间:2023-08-29 12:35:45浏览次数:34  
标签:Reactor epoll 并发 事件 程序设计 poll 连接 select 网络服务



文章目录

  • 一、最基本的并发网络服务:IO复用
  • 1、select模型
  • 2、poll模型
  • 3、epoll模型
  • 二、单线程Reactor
  • 三、Reactor + ThreadPool
  • 四、Multiple Reactors(one loop per thread)


一、最基本的并发网络服务:IO复用

目前常用的IO复用模型有三种:select,poll,epoll。

1、select模型

说的通俗一点就是各个客户端连接的文件描述符也就是套接字,都被放到了一个集合中,调用select函数之后会一直监视这些文件描述符中有哪些可读,如果有可读的描述符那么我们的工作进程就去读取资源。select 在一个进程内可以维持最多 1024 个连接。

2、poll模型

poll 和 select 的实现非常类似,本质上的区别就是存放 fd 集合的数据结构不一样。poll通过一个pollfd数组向内核传递需要关注的事件,故没有描述符个数的限制,pollfd中的events字段和revents分别用于标示关注的事件和发生的事件,故pollfd数组只需要被初始化一次。

但 select 和 poll 方式有一个很大的问题就是,我们不难看出来 select 是通过轮训的方式来查找是否可读或者可写,打个比方,如果同时有100万个连接都没有断开,而只有一个客户端发送了数据,所以这里它还是需要循环这么多次,造成资源浪费。

3、epoll模型

epoll可以理解为event poll,不同于忙轮询和无差别轮询,epoll会把哪个流发生了怎样的I/O事件通知我们。所以我们说epoll实际上是事件驱动(每个事件关联上fd)的,此时我们对这些流的操作都是有意义的。(复杂度降低到了O(1))。即Epoll最大的优点就在于它只管你“活跃”的连接,而跟连接总数无关,因此在实际的网络环境中,Epoll的效率就会远远高于select和poll;

二、单线程Reactor

常见的并发网络服务程序设计方案_事件处理


  Reactor的特点是 I/O 多路复用和事件驱动,程序响应I/O事件,具体的收发操作还是程序自己完成的,所以是同步的,基本处理过程为:

  • 首先向Reactor注册程序感兴趣的事件(读、写或者出错处理)
  • Reactor通过IO复用接收新连接,并唤醒事件处理器handler去处理事件
  • 事件处理程序执行完后重新声明关注的 I/O 事件,并将控制权返回给调度程序

三、Reactor + ThreadPool

在线程Reactor模式基础上,做如下改进:

  • 将Handler处理器的执行放入线程池,多线程进行业务处理;
  • 而对于Reactor而言,可以仍为单个线程。如果服务器为多核的CPU,为充分利用系统资源,可以将Reactor拆分为两个线程。

常见的并发网络服务程序设计方案_Reactor_02

四、Multiple Reactors(one loop per thread)

常见的并发网络服务程序设计方案_Reactor_03


  mainReactor负责accept连接,然后使用算法(muduo采用的是round-robin)把连接挂载到某个subReactor上,这样该连接的所有操作都在那个subReactor线程中完成。


标签:Reactor,epoll,并发,事件,程序设计,poll,连接,select,网络服务
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