- 单进程服务,使用非阻塞IO
使用一个进程服务多个客户,通常与客户通信的套接字设置为非阻塞的,阻塞只发生在select()、poll()、epoll_wait()等系统调用上面。这是一种行之有效的单进程状态机式服务方式,已被广泛采用。
缺点是它无法利用SMP(对称多处理器)的优势,除非启动多个进程。此外,它尝试就绪的IO文件描述符后,立即从系统调用返回,这会导致大量的系统调用发生,尤其是在较慢的字节传输时。
select()本身的实现也是有局限的:能打开的文件描述符最多不能超过FD_SETSIZE,很容易耗尽;每次从select()返回的描述符组中扫描就绪的描述符需要时间,如果就绪的描述符在末尾时更是如此(epoll特别彻底修复了这个问题)。
- 多进程服务,使用阻塞IO
也称作 accept/fork 模型,每当有客户连线时产生一个新的进程为之服务。这种方式有时是必要的,比如可以通过 *** 作系统获得良好的内存保护,可以以不同的用户身份运行程序,可以让服务运行在不同的目录下面。但是它的缺点也很明显:进程比较占资源,进程切换开销太大,共享某些信息比较麻烦。Apache 13就使用了这种模型,MaxClients数很容易就可以达到。
- 多线程服务,使用阻塞IO
也称之 accept/pthread_create模型,有新客户来时创建一个服务线程而不是服务进程。这解决了多进程服务的一些问题,比如它占用资源少,信息共享方便。但是麻烦在于线程仍有可能消耗光,线程切换也需要开销。
- 混合服务方式
所谓的混合服务方式,以打破服务方和客户方之间严格的1:1关系。基本做法是:
新客户到来时创建新的工作线程,当该工作线程检测到网络IO会有延迟时停止处理过程,返回给Server一个延迟处理状态,同时告诉 Server被延迟的文件描述符,延迟超时时间。Server会在合适的时候返回工作线程继续处理。注意这里的工作线程不是通过 pthread_create()创建的,而是被包装在专门用于处理延迟工作的函数里。
这里还有一个问题,工作线程如何检测网络IO会有延迟?方法有很多,比如设置较短的超时时间调用poll(),或者甚至使用非阻塞IO。如果是套接字,可以设置SO_RCVTIMEO和SO_SNDTIMEO选项,这样更有效率。
除了延迟线程,Server还应提供了未完成线程的支持。
如有有特别耗费时间的 *** 作,你可以在完成部分工作后停止处理,返回给Server一个未完成状态。这样Server会检查工作队列是否有别的线程,如果有则让它们运行,否则让该工作线程继续处理,这可以防止某些线程挨饿。
典型的一个混合服务模型开源实现ServerKit
Serverkit的这些线程支持功能可简化我们的服务程序设计,效率上应该也是有保证的。
2 队列(queue)
ServerKit提供的队列是一个单向链表,队列的存取是原子 *** 作,如果只有一个执行单元建议不要用,因为原子 *** 作的开销较大。
3 堆(heap)
malloc()分配内存有一定的局限,比如在多线程的环境里,需要序列化内存分配 *** 作。ServerKit提供的堆管理函数,可快速分配内存,可有效减少分配内存的序列化 *** 作,堆的大小可动态增长,堆有引用计数,这些特征比较适合多线程环境。目前ServerKit堆的最大局限是分配单元必须是固定大小。
4 日志记录
日志被保存在队列,有一个专门的线程处理队列中的日志记录:它或者调用syslog()写进系统日志,或者通过UDP直接写到远程机器。后者更有效。
5 读写锁
GNU libc也在pthreads库里实现了读写锁,如果定义了__USE_UNIX98就可以使用。不过ServerKit还提供了读写锁互相转换的函数,这使得锁的应用更为d性。比如拥有读锁的若干个线程对同一个hash表进行检索,其中一个线程检索到了数据,此时需要修改它,一种办法是获取写锁,但这会导致释放读锁和获取写锁之间存在时间窗,另一种办法是使用ServerKit提供的函数把读锁转换成写锁,无疑这种方式更有效率。
除了以上这些功能,ServerKit还提供了数据库连接池的管理(当前只支持MySQL)和序列化(Sequences),如感兴趣可参见相关的API文档。
二、ServerKit服务模块编写
ServerKit由3部分组成:server程序,负责加载服务模块、解析配置文件、建立数据库连接池;libserver,动态链接库,提供所有功能的库支持,包括server本身也是调用这个库写的;API,编程接口,你编写的服务模块和ServerKit框架进行对话的接口。
ServerKit需要libConfuse解析配置文件,所以出了安装ServerKit,还需要安装libConfuse。关于libConfuse可参考 >网络的工作模式
它有两种工作模式,1是客户机服务器模式( Client /Server),简称C/S模式
2是对等模式(Peer to peer),简称p2p模式
客户服务器模式,和对等模式也是局域网目前流行的两种工作模式。
C/S模式
服务器是指专门提供服务的高性能计算机和专用设备;客户机是用户计算机。这是客户机向服务器发出请求并获得服务的一种网络形式,多台客户机可以共享服务器提供的各种资源。这是最常用,最重要的一种网络类型,不仅适合于同类计算机连网,也适用于不同类型计算机连网。这种网络的安全性容易得到保证,计算机的权限,优先级易于控制,监控容易实现,网络管理化,能够规范化;但是这种网络的性能在很大程度上取决于服务器的性能和客户机的数量。目前针对这类网络有很多优化性能的服务器,专用服务器。银行,证券公司都采用这种
p2p模式
对等网不要求服务器,每台客户机都可以与其他对客户机对话,共享彼此的信息资源和硬件资源,昨晚的计算机一般类型相同。这种网络方式灵活方便,但是较难实现集中管理与监控,安全性也低,较适合于部门内部协同工作的小型
我们都知道网络,它给我们提供的,就是一个服务的功能,因此接下来我要介绍网络服务的小知识。
网络服务
什么是网络服务呢?网络服务是指用户通过计算机网络,在共享资源及数据通信等方面能够得到的新增功能。
最常用的服务有下列几个方面:
文件服务:它指的是网络用户不仅可以使自己工作站上的程序数据,而且可以使用服务器或者其他工作站中可共享的程序与数据用户可以像使用本地的磁盘一样,对其中的程序和数据进行存取。
打印服务:网络上的工作站一般都不再配置单独的打印机,用户需要打印输出时, *** 作系统会自动把输出的文件送到网络打印机去。对于每一个需要打印的文件,网络打印机按先来先服务的顺序将其存放在打印队列中,然后进行处理,用户可以查看打印任务的情况。暂停或取消打印队列中的打印任务。
消息服务:指的是网络能实现用户之间的相互通信,在用户之间传递文本,图像和声音所表示的消息,最典型的消息服务是电子邮件,其他如网上聊天、网络电话、短消息、网上直播、视频会议等都是消息服务的普通型是他们已经得到了广泛地应用。
应用服务:是一种为网络用户运行软件的服务,即工作站需要执行的某一项任务,部分甚至全部都是由网络上的另一台计算机(称为应用服务器)完成。应用服务器允许网络上的计算机相互间共享处理能力协同完成特定的一项服务。
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