高性能服务器框架

守护进程

一个服务器程序首先是守护进程，一种在后台执行的程序。

守护进程的定义

在一个多任务的电脑操作系统中，守护进程（英语：daemon，/ˈdiːmən/或/ˈdeɪmən/）是一种在后台执行的电脑程序。此类程序会被以进程的形式初始化。守护进程程序的名称通常以字母“d”结尾：例如，syslogd就是指管理系统日志的守护进程。

摘自https://zh.wikipedia.org/wiki/守护进程

守护进程的特点

• 生存周期长
• 没有控制终端
• 不直接和用户交互
• 不受用户登录注销的影响

守护进程的创建

1. 创建子进程，父进程退出。脱离控制终端，在后台执行。

2. 子进程创建新的会话。脱离控制终端的会话组、进程组。

3. 再次创建子进程并让父进程退出。该子进程不是会话组长，不能重新打开新的控制终端。

4. 设置守护进程的工作目录为根目录。子进程会继承父进程的工作目录，不设置为根目录，该目录所在的文件系统就无法卸载。

5. 清除守护进程的文件权限掩码。不清除会影响守护进程创建的文件的权限。

6. 关闭守护进程中任何不需要的文件描述符。不关闭，会浪费系统资源，并导致所在的文件系统无法卸载。

7. 守护进程退出处理。处理子进程退出；捕捉退出的信号，释放系统资源，让守护进程正常退出。

注：以上步骤是守护进程创建的完整步骤，服务器框架会根据需要自由选择。但第1、7点是必选，第2、6点通常也会实现。

 

io并发（io多路复用）

io的并发在以前的框架，还会有依靠多进程／多线程的设计。但已经被淘汰了，现在用的是io多路复用。

I/O多路复用机制

• epoll + 同步非阻塞I/O（Linux）
• iocp + 异步非阻塞I/O（Windows）
• kqueue + 同步非阻塞I/O
• poll + 同步非阻塞I/O
• select + 同步非阻塞I/O

I/O事件处理模式

Reactor（同步I/O）

步骤：

• 注册事件
• 系统通知事件就绪
• 读取数据
• 处理数据

如下图：

Proactor（异步I/O）

步骤：

• 注册操作完成的事件
• 系统读数据
• 系统通知事件就绪
• 处理数据

如下图：

 

任务并发

并发机制

• 同步：进程／线程
• 异步：异步回调
• 异步模拟同步：协程（使用像同步，实际执行是异步）

注：这里的同步／异步，和前面io中的同步／异步是不同的概念。

并发模型

并行工作者

在并行工作者并发模型中，一个代理分配进来的工作到不同的工作者。每一个工作者完成整个的任务。如下图：

流水线（反应式系统、事件驱动系统）

流水线模型类似于工厂里的流水线作业，每个worker只负责一个部分。在服务器框架的实现上往往和并行工作者结合使用（有多条流水线同时进行）。如下图：

 

定时器

服务器经常需要关闭客户端长时间没有请求的、或后端服务长时间没有响应的连接，那么就需要定时器。

红黑树、时间堆（最小堆）

两种定时器操作的时间复杂度是一样的，具体算法暂不介绍

时间复杂度

• Add: O(logn)
• Del: O(logn)
• Process Expired: O(m)

注：m代表超时的节点数

时间轮

时间复杂度

• Add: O(1)
• Del: O(1)
• Process Expired: O(m)

简单时间轮

时间轮是一个循环列表，可以想象成时钟，分为很多格子，一个格子代表一段时间，并用一个链表保存在该格子上到期的所有任务，同时一个指针随着时间流逝一格一格转动，并执行对应链表中所有到期的任务。任务通过取模决定放入哪个格子。如下图：

分层时间轮

简单时间轮里列表的长度会限制定时器的最大超时时间，这时可以用分层时间轮解决。

分层时间轮由多个不同层级的时间轮组成。每个任务在当前时间轮上到期时，该任务将被放到下一层的时间轮上，直到最下层的时间轮。如下图：

转载于:https://my.oschina.net/distroy/blog/1842409