网络基础：3. Reactor的应用场景

Reactor

1. reactor为什么搭配非阻塞IO？

1. 多线程环境将一个listenfd放到多个epoll去处理
2. 边缘触发的情况下，读事件触发时，read在一次事件循环中把read buffer读空
3. select有bug，当一个数据到达时，select将会报告读事件；但是可能这个数据没有通过校验和检测所以丢弃了，而select已经上报读事件了，如果此时用阻塞的io read去读将会阻塞线程

2. IO多路复用一定要搭配非阻塞IO吗？

不是

1. 以MySQL为例，select接收连接，每条连接是一个线程
2. libevent是加一个系统调用，查看缓冲区有多少数据，但是效率比较低

Redis

1. Redis是什么？

Redis是一种基于内存的键值对存储数据库，可以用作缓存、消息队列和数据存储。它支持多种数据结构（如字符串、哈希表、列表、集合和有序集合），提供了丰富的命令操作，并具有高效的读写性能和可靠性。Redis还支持主从复制、持久化和集群等特性，使其成为一个流行的开源数据库解决方案。

2. Redis为什么使用单Reactor？

1. 单线程业务逻辑
2. 操作具体命令的时候，时间复杂度比较低

3. Redis针对Reactor做了哪些优化？

1. Redis采用了多线程模型，将网络I/O和命令执行分离到不同的线程中，使得Redis可以同时处理多个客户端请求。
2. Redis在网络I/O方面采用了epoll等高效的事件驱动机制，能够快速响应大量并发请求。
3. Redis使用了一些基于异步I/O的技术，如AOF重写和RDB持久化操作，可以在不影响主线程性能的情况下完成磁盘操作。
4. Redis实现了自己的消息通信机制，并且通过优化网络数据包结构、压缩数据等方式来提高消息传输效率。
5. Redis采用了零拷贝技术，减少了数据复制的开销，提高了网络I/O性能。

Memcached

1. Memcached是什么？

Memcached是一种高性能、分布式内存对象缓存系统，常用于加速动态Web应用程序和减轻数据库负载。Memcached可以将数据存储在内存中，从而避免了每次访问数据库的开销。它支持多种编程语言和操作系统，并且具有可扩展性和高可用性。

2. Memcached为什么使用多Reactor？

1. kv数据操作简单
2. 可以高并发处理业务

Memcached使用多Reactor主要是为了提高系统的并发处理能力和吞吐量。Memcached是一个高性能的分布式内存对象缓存系统，它需要处理大量的客户端请求，并且需要快速地响应这些请求。采用多Reactor可以将请求分散到不同的线程中进行处理，增加服务器的吞吐量；同时，多Reactor可以充分利用多核CPU的优势，提高系统的并发处理能力。另外，多Reactor还可以保证Memcached对于来自不同客户端的请求均等地进行处理，避免因为某一客户端请求过多而导致其他客户端请求被阻塞的情况。

Nginx

1. Nginx的特点？

1. 反向代理
2. 多进程处理业务

Nginx是一个高性能、开源的Web服务器和反向代理服务器。它可以作为HTTP服务器、SMTP服务器以及TCP/UDP代理服务器，支持多种不同的应用程序平台和语言，并且具有高并发、低内存消耗等优点，在Web服务器中被广泛使用。

2. Nginx为什么要使用多进程？

1. 业务类型复杂
2. 通过进程隔离运行可以避免加锁
3. 请求之间比较独立

Nginx使用多进程的主要原因是为了提高服务器的性能和并发能力。Nginx采用Master/Worker模型，Master进程负责管理Worker进程，而Worker进程处理客户端请求。

当一个客户端连接到Nginx时，Master进程会将这个连接分配给某个Worker进程来处理，如果这个Worker进程正在处理其他请求，则可以同时处理多个请求，从而提高了并发能力。同时，每个Worker进程都是独立的，互相之间不会影响，故而在Worker进程出现问题时，Master进程可以快速重新启动一个新的Worker进程，保证了服务器的稳定性和可靠性。

此外，Nginx还使用事件驱动模型，即基于事件回调的方式来处理请求，避免了线程上下文切换导致的性能损耗，也是Nginx高性能的重要原因之一。

3. Nginx怎么处理Reactor？

1. 通过锁在用户态解决惊群，目的是为了在用户层处理连接的负载均衡
2. 进程到达7/8*connections的时候，不再处理连接，让其他进程处理连接
3. 当所有进程都达到7/8*connections的时候，连接处理将变得缓慢

Nginx使用Reactor模式来处理并发连接。在这个模式下，Nginx将所有的IO操作都交给一个单独的线程(或者进程)，称为“主进程”。当有新的连接请求到达时，这些请求会被放置在一个队列中，并且主进程会周期性地检查这个队列，以便进行处理。

当主进程检测到一个新的连接请求时，它会创建一个称为“worker”的子进程，该子进程会处理实际的请求。由于Reactor模式是基于事件驱动的，worker进程会等待事件发生，而不是轮询文件描述符来检查是否有数据可用。当事件发生时，worker进程会触发相应的回调函数来处理事件。

通过使用Reactor模式，Nginx可以高效地管理大量的并发连接，而不会出现资源竞争或阻塞的情况。此外，由于Nginx的架构非常模块化，因此可以轻松地添加新的功能和扩展。

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