主线程的accept返回后,将clientfd放入预派生线程的线程消息队列,线程池读取线程消息队列处理clientfd。以上(1)(2)(3)(4)中都可以将业务线程(可以是线程池)独立,事先告之(1)、(2)、(3)、(4)中read所在线程(上面1、2、4都可以是线程池),需要读取的字符串结束标志或者需要读取的字符串个数,读取结束,则将clientfd/buffer指针放入业务线程的线程消息队列,业务线程读取消息队列处理业务。
Nginx深入详解之多进程网络模型,用共享锁解决惊群问题。手头原来有一个单进程的linux epoll服务器程序,近来希望将它改写成多进程版本,主要原因有:在服务高峰期间 并发的 网络请求非常海量,目前的单进程版本的程序有点吃不消:单进程时只有一个循环先后处理epoll_wait()到的事件,使得某些不幸排队靠后的socket fd的网络事件处理不及时(担心有些socket客户端等不耐烦而超时断开);
Python 中的进程、线程、协程、同步、异步、回调。当我们说“上下文切换”的时候,表达的是一种从一个上下文切换到另一个上下文执行的技术。传统上应当唤醒所有上下文,因为如果仅唤醒一个,而这个上下文又不能消费所有数据时,就会使得其他上下文处于无谓的死锁中。线程是一种轻量进程,实际上在linux内核中,两者几乎没有差别,除了一点——线程并不产生新的地址空间和资源描述符表,而是复用父进程的。回调函数的上下文环境。
Netty io 模型1 阻塞IO模型 从字面来理解,就是调用时可能被阻塞, 什么叫阻塞,要知道一个进程有N种状态,学过OS都知道 如果阻塞,就会把当前进程放在某个条件的阻塞队列里。4)用户调用recvfrom,内核发现有数据,将数据从socket内核缓冲区复制到 用户缓冲区,返回结果。5)异步IO 1)告知内核启动某个操作,在内核完成所有的操作(包括复制数据到用户缓冲区)后 通过信号机制通知用户。IO复用模型。
socket阻塞与非阻塞,同步与异步、I/O模型。对象的阻塞模式和阻塞函数调用对象是否处于阻塞模式和函数是不是阻塞调用有很强的相关性,但是并不是一一对应的。非阻塞IO模型。Linux下的函数是:fcntl(). 套接字设置为非阻塞模式后,在调用Windows Sockets API函数时,调用函数会立即返回。I/O复用模型会用到select、poll、epoll函数,这几个函数也会使进程阻塞,但是和阻塞I/O所不同的的,这两个函数可以同时阻塞多个I/O操作。
比如就客户端连接时间较短却又比较频繁的服务器(例如HTTP服务器)而言,在可选的服务器结构中,预先派生进/线程的结构就要比并发式结构高效。总之,在开发服务器之前,必须进行完整的服务器开发需求分析,否则一旦你的服务器开发完成而因为效率或者其他某项事物不能满足你的客户,那么很有可能失败!以epoll为例,一个epoll开发的服务器程序,等待着一百万的客户端用户的请求,轮询观察某个时刻是否有客户端发来的请求;
四个大点,搞懂 Redis 到底快在哪里?Redis使用epoll作为I/O多路复用技术的实现,再加上Redis自身的事件处理模型将epoll的read、write、close等都转换成事件,不在网络I/O上浪费过多的时间。C方案**(I/O复用模型,epoll):将用户socket对应的fd注册进epoll(实际上服务器和操作系统之间传递的不是socket的fd而是fd_set的数据结构),然后epoll只告诉哪些需要读/写的socket,只需要处理那些活跃的、有变化的socket fd的就好了。
从底层原理分析Nginx为什么这么快Nginx 的进程模型。Nginx 服务器,正常运行过程中:多进程:一个 Master 进程、多个 Worker 进程Master 进程:管理 Worker 进程对外接口:接收外部的操作(信号)对内转发:根据外部的操作的不同,通过信号管理 Worker监控:监控 worker 进程的运行状态,worker 进程异常终止后,自动重启 worker 进程Worker 进程:所有 Worker 进程都是平等的实际处理:网络请求,由 Worker 进程处理;
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。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。
网络编程中的一个高效的epoll模型。于是经过思考,想出了这样的一种模型:利用epoll监听套接字,一个读取数据和一个发送数据线程,多个对数据进行处理的线程。读取数据线程将套接字的数据读取取到内存,并把它放入到接收队列中,数据处理线程从接收队列中提取数据进行处理,并把处理的结果放入到发送队列中,发送线程从发送队列中提取数据进行发送。
利用epoll监听所有已建立连接,有EPOLLIN事件(表示某sockfd有数据过来)时,将该sockfd挪到待处理队列,如果待处理队列満了,则关闭该sockfd;收到EPOLLHUP(sockfd被挂断)和EPOLLERR(sockfd发生错误)时,将sockfd关闭,并从epollfd、连接队列中剔除。不停的从待处理队列中获取sockfd,处理成功后,设置是长连接则将此sockfd放入连接队列并注册到epoll fd;网络IO线程:将EPOLLIN的sockfd放入对应的待处理队列。
(2) 每次输出操作后(write,send),用户主动epoll_mod OUT事件,此时只要该该fd的缓冲可以发送数据(发送buffer不满),则epoll_wait就会返回写就绪(有时候采用该机制通知epoll_wai醒过来)。这个方法的原理我们在之前讨论过:当buffer中有数据可读(即buffer不空)且用户对相应fd进行epoll_mod IN事件时ET模式返回读就绪,当buffer中有可写空间(即buffer不满)且用户对相应fd进行epoll_mod OUT事件时返回写就绪。
FD_ZERO(int fd, fd_set* fds) // 清空集合FD_SET(int fd, fd_set* fds) // 将给定的描述符加入集合FD_ISSET(int fd, fd_set* fds) // 判断指定描述符是否在集合中 FD_CLR(int fd, fd_set* fds) // 将给定的描述符从文件中删除 5、select使用示例。// 内核中创建ep对象 epfd=epoll_create(256); // 需要监听的socket放到ep中 epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
但随着改写工作的深入,便第一次碰到了“惊群”问题,程序设想如下: 主进程先监听端口: listen_fd = socket(...);创建epoll,epoll_fd = epoll_create(...);然后开始fork(),每个子进程进入大循环,去等待新的accept,epoll_wait(...),处理事件等。每 一个子进程(Worker)中,都创建属于自己的epoll,epoll_fd = epoll_create(...);,接着将listen_fd加入epoll_fd中,然后进入大循环,epoll_wait()等待并处理事件。
ngx_int_t ngx_trylock_accept_mutex(ngx_cycle_t *cycle) { if (ngx_shmtx_trylock(&ngx_accept_mutex)) { if (ngx_enable_accept_events(cycle) == NGX_ERROR) { ngx_shmtx_unlock(&ngx_accept_mutex);} ngx_accept_mutex_held = 1;} if (ngx_accept_mutex_held) { if (ngx_disable_accept_events(cycle) == NGX_ERROR) { return NGX_ERROR;
//ngx_accept_mutex 定义:ngx_shmtx_t ngx_accept_mutex;(ngx_shmtx_t是Nginx封装的互斥锁,用于经常间同步) if (ngx_shmtx_trylock(&ngx_accept_mutex)) { ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "accept mutex locked"); //获取到锁,但是标志位ngx_accept_mutex_held为1,表示当前进程已经获取到锁了,立即返回。
当Listener<T>提交一个新的clt时,Scheduler<T>顺序选择一个epoll/kqueue进行绑定,这是最简单的均等选择算法,epoll/kqueue会检查绑定的clt的数据接收和连接断开事件,如果有事件,会把产生这个事件的clt放入事件队列Queue<T>等待被Processor<T>执行,并且设置clt的套接字为休眠状态,因为epoll/kqueue为状态触发,如果事件在被Processor<T>处理前不休眠,会再次被触发,这样Queue<T>将被迅速填满。
select,poll,epoll实现分析—结合内核源代码。而epoll提供了三个函数,epoll_create,epoll_ctl和epoll_wait,epoll_create是创建一个epoll句柄;2、select,poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次,并且要把current往设备等待队列中挂一次,而epoll只要一次拷贝,而且把current往等待队列上挂也只挂一次(在epoll_wait的开始,注意这里的等待队列并不是设备等待队列,只是一个epoll内部定义的等待队列)。
epi->ep = ep;执行f_op->poll(tfile, &epq.pt)时,XXX_poll(tfile, &epq.pt)函数会执行poll_wait(),poll_wait()会调用epq.pt.qproc函数,即ep_ptable_queue_proc。由于ep_ptable_queue_proc函数设置了等待队列的ep_poll_callback回调函数。所以ep_poll_callback函数主要的功能是将被监视文件的等待事件就绪时,将文件对应的epitem实例添加到就绪队列中,当用户调用epoll_wait()时,内核会将就绪队列中的事件报告给用户。
//清空集合void FD_SET(int fd, fd_set *fdset); //将一个给定的文件描述符加入集合之中void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset); //将一个给定的文件描述符从集合中删除int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); // 检查集合中指定的文件描述符是否可以读写。epoll_ctl:向epoll_create产生的epoll句柄中添加或删除需要监听的描述符fd,并注册要监听的事件类型,每一个描述符和事件类型都写在一个epoll_event结构中。
从网络编程技术的角度来说,主要思路:每个连接分配一个独立的线程/进程同一个线程/进程同时处理多个连接每个进程/线程处理一个连接。该思路最为直接,但是申请进程/线程是需要系统资源的,且系统需要管理这些进程/线程,所以会使资源占用过多,可扩展性差每个进程/线程同时处理 多个连接(I/O多路复用)select方式:使用fd_set结构体告诉内核同时监控那些文件句柄,使用逐个排查方式去检查是否有文件句柄就绪或者超时。
d. 使用索引字段作为条件时,如果该索引是复合索引,那么必须使用到该索引中的第一个字段作为条件时才能保证系统使用该索引,否则该索引将不会被使用。b. select每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次,并且要把current往设备等待队列中挂一次,而epoll只要一次拷贝,而且把current往等待队列上挂也只挂一次(在epoll_wait的开始,注意这里的等待队列并不是设备等待队列,只是一个epoll内部定义的等待队列)。
和select模型紧密结合的四个宏,含义不解释了:FD_CLR(int fd, fd_set *set);FD_ISSET(int fd, fd_set *set);FD_SET(int fd, fd_set *set);FD_ZERO(fd_set *set);(2)若fd=5,执行FD_SET(fd,&set);后set变为0001,0000(第5位置为1)(3)若再加入fd=2,fd=1,则set变为0001,0011(4)执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待(5)若fd=1,fd=2上都发生可读事件,则select返回,此时set变为0000,0011。
十分钟了解epoll及多线程IO模型[精华]1、阻塞IO,每个连接都需要一个线程。目前,最成熟的IO复用方案是epoll,我们今天的主角。epoll的3个API.当某个fd发生IO事件时,内核到Map中查找my_events,复制到List。多线程下的IO模型。我们听过很多多线程IO模型:Reactor、Proactor、领导者/追随者balabala...各种多线程IO模型的区别就是:这3件事交给哪些线程做了。按照这个规则,我们把常见的多线程IO模型,整理到一棵“决策树”上。
void FD_ZERO(fd_set *fdset);相较于poll,epoll使用“事件”的就绪通知,通过epoll_ctl注册fd,一旦该fd就绪,内核就会采用类似callback的回调机制来激活该fd,把就绪fd放入就绪链表中,并唤醒在epoll_wait中进入睡眠的进程,这样不在需要轮询,判断fd合计合集是否为空。比如许多Linux服务端程序就采用epoll和线程池结合的形式,当然引入线程也带来了更多的复杂度,需要注意线程的控制和性能开销(线程的主要开销在线程的切换上)。
深入浅出Nginx前言。nginx进程。(nginx -s reload 重新加载/nginx -t检查配置/nginx -s stop)第二:Keepalived应该能监控Nginx的生命状态(提供一个用户自定义的脚本,定期检查Nginx进程状态,进行权重变化,,从而实现Nginx故障切换)第四:Nginx可以进行IP访问控制,有些电商平台,就可以在Nginx这一层,做一下处理,内置一个黑名单模块,那么就不必等请求通过Nginx达到后端在进行拦截,而是直接在Nginx这一层就处理掉。
负载均衡实现方案基于DNS的负载均衡。C10K问题:在传统的同步阻塞处理模型中,当创建的进程或线程过多时,缓存I/O、内核将数据拷贝到用户进程空间、阻塞,进程/线程上下文切换消耗大,简而言之 ,C10K问题就是无法同时处理大量客户端(10,000)的网络套接字。而且epoll使用一个文件描述符管理多个描述符,将用户进程的文件描述符的事件存放到内核的一个事件表中, 这样数据只需要从内核缓存空间拷贝一次到用户进程地址空间。
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