24、多线程编程中的事件驱动、并发、并行与同步

多线程编程中的事件驱动、并发、并行与同步

1. 事件驱动线程模式

1.1 背景与问题

在现代硬件环境下，虽然具备同时处理大量请求的计算能力，但传统的每个连接一个线程（thread-per-connection）模式存在局限性。线程有固定成本，包括内核和用户空间栈，这对给定进程中的线程数量可扩展性设置了限制，在 32 位系统中尤为明显。即便系统有资源处理数千个并发连接，运行大量并发线程时仍会遇到可扩展性瓶颈。

1.2 事件驱动线程的诞生

系统设计者发现，许多线程大部分时间都在等待，如读取文件、等待数据库返回结果或发出远程过程调用。基于此观察，事件驱动线程模式应运而生。该模式将等待操作与线程解耦，通过异步 I/O 发出所有 I/O 请求，并使用多路复用 I/O 管理服务器中的控制流。

1.3 事件驱动线程的工作原理

在事件驱动模式中，请求处理被转换为一系列异步 I/O 请求和相关回调。这些回调可通过多路复用 I/O 进行等待，此过程称为事件循环。当 I/O 请求返回时，事件循环将回调交给等待的线程。

1.4 事件驱动模式的特点

与每个连接一个线程模式一样，事件驱动模式不一定需要线程化。事件循环可以是单线程进程执行完回调后的自然流程。仅在需要真正的并行性时才添加线程，且线程数量不应超过处理器数量。

1.5 事件驱动模式的应用

目前，事件驱动模式是设计多线程服务器的首选方法。近年来，出现了许多 Apache 的替代方案，均采用事件驱动模式。在设计线程化系统软件时，建议优先考虑事件驱动模式，包括异步 I/O、回调、事件循环和每个处理