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网络服务器设计的模型及一些设计方法

2011-02-16  vavava

1. 常用服务器模型
a.迭代服务器:只有一个进程/线程处理请求。一般为单进程,加上select多路复用,非阻塞socket。
b.迭代/并发混合型服务器:平时迭代处理,对消耗大的请求并发处理。处理请求时设置一个超时,当请求的处理时间超时时,创建一个进程/线程,把处理转给新的进程/线程处理,主进程/线程继续处理其他请求。
c.并发服务器:多个进程/线程并发处理请求。

2. 以上三类的服务器比较
迭代服务器:最简单,性能不高。
并发服务器:性能较高,但结构相对比较复杂,开发难度中等。
迭代/并发混合型服务器:性能不错,但结构通常比单纯的并发服务器更复杂。

3. 多进程的并发服务器
a. 每个连接fork一个进程:主进程accpet连接,有新连接到来时fork一个进程,然后继续accept,等待新的连接。数据传输由子进程处理,处理完后子进程exit。每个子进程只处理一个连接。
b. Prefork进程:主进程预先fork一些进程,各个子进程竞争accept,然后处理数据传输。一个子进程可以处理一个连接,也可以同时处理多个连接(通过select等)。
c. Prefork进程:由父进程accept请求,通过流管道转发fd到子进程,子进程收到fd后,处理数据传输,处理结束后通知父进程。父进程处理的事情比较简单,容易监控子进程。

以上3种方式性能比较:
a.每个连接fork一个进程:处理smtp等状态较多,数据量比较大时比较简单实用,总体性能不大好。
b.Prefork进程,各个子进程竞争accept:比较简单,性能不错。
c.Prefork进程,由父进程accept请求,通过流管道转发fd到子进程:代码复杂,性能一般不如上一种。

4. 多线程的并发服务器
a.每个连接一个线程
b.Prethread多个线程,各个线程互斥accept
c.Prethread多个线程,主线程accept并分发连接给子线程

5. 多进程与多线程的比较
使用线程的模型:性能比使用进程要高,但代码比较复杂,对代码质量要求更高,线程出错后可能会影响到所有线程,多进程的模式一个进程出错一般不会影响其他进程。
多线程模型共享数据比较简单有效,多进程模型共享数据比较麻烦,效率也不如线程。

6. 一些流行的网络服务器采用的模型

Sendmail: 采用多进程,每个连接fork一个进程.
每个连接fork一个子进程
子进程只处理一个连接
子进程fork一个localmail进程(可以由用户自己编写),通过管道把数据转给localmail处理,把邮件处理业务逻辑独立出来
优点:结构简单,不用维护复杂的状态机

Apache1.3:采用多进程, prefork进程
子进程竞争accept,每次只处理一个连接
主进程不accept,根据负载情况调整子进程数量
子进程运行一段时间后,主进程会让它退出,然后创建一个新的进程,防止内存泄漏等
主进程通过shared memory监控子进程

移动QQ: Prefork多个进程,竞争accept,
典型的一问一答TCP服务器,结构简单
每个进程通过select可以同时处理多个连接
采用这种结构的原因有:
每秒请求<1000,可以满足要求
结构简单,容易开发、维护


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