redis,memcached,nginx网络组件

网络编程主要关注3个半事件：连接建立(client连接/连接第三方服务)；连接断开，消息达到，消息发送完毕。

TCP网络服务模型，redis，nginx，memcached

1 阻塞，非阻塞区别：

• 阻塞io阻塞在哪？ 阻塞在网络线程
• 什么决定阻塞？fcntl函数设置阻塞
• 具体内部差异： 网络io分为两个流程，数据准备阶段(网卡拷贝到内核空间)，数据拷贝阶段(内核空间拷贝到用户空间)，非阻塞是在数据准备阶段返回，但是在第二个阶段也还是阻塞的。

2 epoll

为何又多路复用？用一个线程检查多个io事件。

水平触发：io即可是阻塞也可以是非阻塞
边沿触发：只能是非阻塞

流程图：

在这里插入图片描述

epoll数据结构：

struct eventpoll { 
    // ... 
    struct rb_root rbr; // 管理 epoll 监听的事件
    struct list_head rdllist; // 保存着 epoll_wait 返回满⾜条件的事件 
     // ...
}; 

struct epitem { 
    // ... 
    struct rb_node rbn; // 红⿊树节点 
    struct list_head rdllist; // 双向链表节点 
    struct epoll_filefd ffd; // 事件句柄信息 
    struct eventpoll *ep; // 指向所属的eventpoll对象 
    struct epoll_event event; // 注册的事件类型 
    // ...
};  

struct epoll_event { 
    __uint32_t events; 
    epoll_data_t data; // 保存 关联数据
};  
typedef union epoll_data { 
    void *ptr; 
    int fd; 
    uint32_t u32; 
    uint64_t u64;
}epoll_data_t;

接口

int epoll_create(int size);

size参数告诉内核这个epoll对象会处理的事件⼤致数量，⽽不是能够处理的事件的最⼤数。在现在linux版本中，这个size参数已经没有意义了；返回：epoll对象句柄；之后针对该epoll的操作需要通过该句柄来标识该epoll对象；

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event* event);

收集 epoll 监控的事件中已经发⽣的事件，如果 epoll 中没有任何⼀个事件发⽣，则最多等待 timeout 毫秒后返回。返回：表示当前发⽣的事件个数返回0表示本次没有事件发⽣；返回-1表示出现错误，需要检查errno错误码判断错误类型。
events 这个数组必须在⽤户态分配内存，内核负责把就绪事件复制到该数组中；maxevents 表示本次可以返回的最⼤事件数⽬，⼀般设置为 events 数组的⻓度；timeout表示在没有检测到事件发⽣时最多等待的时间；如果设置为0，检测到rdllist为空⽴刻返回；如果设置为-1，⼀直等待；

原理图

在这里插入图片描述

reactor

定义:
组成：⾮阻塞的io + io多路复⽤；
特征：基于事件循环，以事件驱动或者事件回调的⽅式来实现业务逻辑；
表述：将连接的io处理转化为事件处理；

单reactor模型

在这里插入图片描述

代表：redis 内存数据库 操作redis当中的数据结构
redis 6.0 多线程

单reactor模型 + 任务队列 + 线程池

在这里插入图片描述

代表 skynet

多reactor

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应用： memcached accept(fd, backlog) one eventloop per thread

多进程

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nginx

多reactor + 消息队列 + 线程池

业务场景中比较多 网络密集型 + 业务密集型

tcp转态图

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epoll处理细节

在这里插入图片描述

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