高性能服务器框架

news/2025/3/14 18:19:03/

服务器同时监听多个客户请求是通过 select 系统调用实现的；

1.1 服务器编程框架

IO 处理单元、逻辑单元、网络存储单元（可选）

请求队列是各单元之间通信方式的抽象；

1.2 IO 模型

（1）阻塞 IO：阻塞的文件描述符
非阻塞 IO：非阻塞的文件描述符

（2）针对阻塞 IO 执行的系统调用可能因无法立即完成而被操作系统挂起，可能被阻塞的包括 accept、send、recv、connect；

（3）针对非阻塞 IO 执行的系统调用总是立即返回，即使事件没有发生；如果事件没有立即发送，返回 -1，此时需要根据 errno 来区分是出错还是事件未发生；

对accept、send、recv而言，事件未发生时 errno 通常被设置为 EAGAIN 或 EWOULDBLOCK；对 connect，被设置为 EINPROGRESS；

要和其他 IO 通知机制一起使用，比如 IO 复用或 SIGIO 信号；

（4）异步IO：总是立即返回，真正的读写操作由内核完成，向应用程序通知的是 IO 完成事件；

同步 IO：用户代码自行执行 IO 操作，向应用程序通知的是 IO 就绪事件，之后应用调用 IO 读写；

1.3 事件处理模式

同步 IO 模型常用于实现 Reactor，异步 IO 模型用于实现 Proactor

1.3.1 Reactor

在这里插入图片描述

主线程负责插入就绪事件到请求队列中；
工作线程从请求队列中取出事件后，根据事件类型决定如何处理；

1.3.2 Proactor

将所有 IO 操作交给主线程和内核来处理，工作线程仅仅负责业务逻辑；
在这里插入图片描述
socket 上的读写事件是通过 aio_read / aio_write 向内核注册的，内核通过信号向应用程序报告 IO 完成事件；

1.3.3 模拟Proactor

在这里插入图片描述
主线程执行数据的读写操作；

1.4 并发模式

IO 处理单元和多个逻辑单元之间协调完成任务的方法；

1.4.1 半同步/半异步模式

（1）这里的同步是指程序完全按照代码序列顺序执行；

异步指程序的执行需要由系统事件驱动，如中断、信号等；

（2）同步线程用于处理客户逻辑，异步线程用于处理 IO 事件；

1.4.2 领导者/追随者模式

1.5 有限状态机

1.5.1 字符串处理函数

char* strpbrk(char *str1, char *str2)

判断 str1 中的字符是否在 str2 中出现，若出现，返回指针指向 str1 中第一个满足条件的位置，否则，返回 NULL；

*p++ --> (*p)++

// 用来比较参数s1 和s2 字符串，比较时会自动忽略大小写
// 返回值：若参数 s1 和 s2 字符串相同则返回0。
// s1 大于s2 长度则返回大于0 的值，s1 若小于s2 长度则返回小于 0 的值。
// 返回的绝对值为第一个不相等字符之间的差值（ASCII码之间的差值）
int strcasecmp (const char *s1, const char *s2);

//  返回 str1 中第一个不在字符串 str2 中出现的字符下标
size_t strspn(const char *str1, const char *str2);