半同步/半异步 与 领导者/追随者

在 《POSA2》 一书中，关于这两个模式有两个很形象的比喻：

半同步/半异步（half-sync/half-async）：
许多餐厅使用 半同步/半异步 模式的变体。例如，餐厅常常雇佣一个领班负责迎接顾客，并在餐厅繁忙时留意给顾客安排桌位，为等待就餐的顾客按序排队是必要的。领班由所有顾客“共享”， 不能被任何特定顾客占用太多时间。当顾客在一张桌子入坐后，有一个侍应生专门为这张桌子服务。

领导者/追随者（Leader/Followers）：
在日常生活中，领导者/追随者模式用于管理许多飞机场出租车候车台。在该用例中，出租车扮演“线程”角色，排在第一辆的出租车成为领导者 ， 剩下的出租车成为追随者 。同样，到达出租车候车台的乘客构成了必须被多路分解给出租车的事件，一般以先进先出排序。一般来说，如果任何 出租车可以为任何顾客服务，该场景就主要相当于非绑定 句柄/线程关联。然而，如果仅仅是某些出租车可以为某些乘客服务，该场景就相当于绑 定 句柄/线程关联。

在 《POSA2》 书中列举的例子都比较复杂，并且书上没有列出完整的代码。但是这两个模式其实都可以在《unix网络编程》 一 书中找到对应的完整的代码和相关的讨论。

在 半同步/半异步 模式中，需要由模式实现者显示构造一个队列，以便同步层和异步层可以通信。
在 《unix 网络编程》 一书的 “27.12 TCP预先创建线程服务器程序，主线程统一 accept” 的例子中，如果只是从处理 accept 这个事件上看，可以认为这是一个使用了 半同步/半异步 模式的例子。但是从具体的业务处理（即web_child的处理上），仍然可以认为是一个ThreadPerConnection模型，因为在 thread_main 中直接读取请求和发送响应。 在这个例子中，就有一个队列：

[b] //这就是一个典型的循环队列的定义，iget 是队列头，iput 是队列尾[/b]
int  clifd[MAXNCLI], iget, iput;

int  main(  int  argc,  char  * argv[] )
{
  ......
  int  listenfd = Tcp_listen( NULL, argv[  1  ], &addrlen );
  ......

  iget = iput = 0 ;

  for (  int  i =  0 ; i < nthreads; i++ ) {
    pthread_create( &tptr[i].thread_tid, NULL, &thread_main, (void *)i );

  for ( ; ; ) {
    connfd = accept( listenfd, cliaddr,, &clilen );
    clifd[ iput ] = connfd;     [b]// 接受到的连接句柄放入队列[/b]
    if ( ++iput == MAXNCLI ) iput =  0 ;
  }
}

void  * thread_main(  void  * arg )
{
  for ( ; ; ) {
    while ( iget == iput ) pthread_cond_wait( ...... );
    connfd = clifd[ iget ];     [b]// 从队列中获得连接句柄[/b]
    if ( ++iget == MAXNCLI ) iget =  0 ;
    ......
    web_child( connfd );
    close( connfd );
  }
}

[b]//这就是一个典型的循环队列的定义，iget 是队列头，iput 是队列尾[/b]
int clifd[MAXNCLI], iget, iput; 

int main( int argc, char * argv[] )
{
  ......
  int listenfd = Tcp_listen( NULL, argv[ 1 ], &addrlen );
  ......

  iget = iput = 0;

  for( int i = 0; i < nthreads; i++ ) {
    pthread_create( &tptr[i].thread_tid, NULL, &thread_main, (void*)i );

  for( ; ; ) {
    connfd = accept( listenfd, cliaddr,, &clilen );
    clifd[ iput ] = connfd;     [b]// 接受到的连接句柄放入队列[/b]
    if( ++iput == MAXNCLI ) iput = 0;  
  }
}

void * thread_main( void * arg )
{
  for( ; ; ) {
    while( iget == iput ) pthread_cond_wait( ...... );
    connfd = clifd[ iget ];     [b]// 从队列中获得连接句柄[/b]
    if( ++iget == MAXNCLI ) iget = 0;
    ......
    web_child( connfd );
    close( connfd );
  }
}

而在 领导者/追随者 模式中，同样是有一个队列的，不过不需要模式实现者显示构造，而是直接使用了操作系统底层的队列。

在 《unix 网络编程》 一书的 “27.11 TCP 预先创建服务器线程，每个线程各自 accept ” 的例子中，就是直接使用了操作系统中关于 accept 的队列。这个例子可以认为是 领导者/追随者 模式的一个例子。

int  listenfd;

int  main(  int  argc,  char  * argv[] )
{
  ......
  listenfd = Tcp_listen( NULL, argv[ 1  ], &addrlen );
  ......
  for (  int  i =  0 ; i < nthreads; i++ ){
    pthread_create( &tptr[i].thread_tid, NULL, &thread_main, (void *)i );
  }
  ......
}

void  * thread_main(  void  * arg )
{
  for ( ; ; ){
    ......
    [b]// 多个线程同时阻塞在这个 accept 调用上，依靠操作系统的队列[/b]
    connfd = accept( listenfd, cliaddr, &clilen );
    ......
    web_child( connfd );
    close( connfd );
    ......
  }
}

int listenfd;

int main( int argc, char * argv[] )
{
  ......
  listenfd = Tcp_listen( NULL, argv[ 1 ], &addrlen );
  ......
  for( int i = 0; i < nthreads; i++ ){
    pthread_create( &tptr[i].thread_tid, NULL, &thread_main, (void*)i );
  }
  ......
}

void * thread_main( void * arg )
{
  for( ; ; ){
    ......
    [b]// 多个线程同时阻塞在这个 accept 调用上，依靠操作系统的队列[/b]
    connfd = accept( listenfd, cliaddr, &clilen );
    ......
    web_child( connfd );
    close( connfd );
    ......
  }
}

当然，这里提到的操作系统的队列，在 半同步/半异步 模式中虽然没有明显地指出来，但只要是通过操作系统来做 accept ，那么在 半同步/半异步 模式中仍然会隐式地用到。

在《POSA2》 中， 作者的评价：
因为半同步/半异步设计在 web 服务器虚拟内存而不是操作系统内核内排队请求，所以它更具伸缩性。


看了上面的代码之后，明白了为何 ACE 的作者在 《C++网络编程2》 中特意引用了一首诗来“表达我们对 Richard 之持久影响的看法”：

不是在悲哀的冥河之滨，也不是在遥远的
乐土般的平原的清辉中，我们将在死者中间
遇见那些我们一直是其学生的人 ... ...
我们还将相遇，分离，再相遇，
在死者们相遇的地方，在活着的人的唇上

关于不同的客户-服务器编程模型，在《unix网络编程》 的 “第27章 客户-服务器程序的其他设计方法”中讨论得很充分，对每种模型的性能也做了很好的分析。