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原创已于 2022-09-18 10:03:57 修改 · 392 阅读

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#前端 #网络 #java

于 2022-09-13 22:56:24 首次发布

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Web Server (网页服务器)

一个网络服务器就是一个服务器软件(程序)，或者是运行这个服务器软件的硬件(计算机)。其主要功能是通过HTTP协议与客户端(通常是浏览器(浏览器)进行通信，来接收，存储，处理来自客户端的HTTP请求并对其请求做出HTTP响应，返回给客户端其请求的内容(文件、网页等)或返回一个错误信息。
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通常用户使用浏览器与相应服务器进行通信.在浏览器中键入“域名”或“IP地址:端口号”，浏览器则先将你的域名解析成相应的IP地址或者直接根据你的IP地址向对应的Web服务器发送一个HTTP请求。这一过程首先要通过tcp协议的三次握手建立与目标协议的三次握手建立与目标服务器的连接，然后HTTP协议生成针对目标协议生成针对目标服务器的HTTP请求报文，通过tcp、IP等协议发送到目标Web服务器上。

HTTP请求报文格式

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HTTP请求报文格式

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Reactor模式

要求主线程(I/O处理单元)只负责监听文件描江符上是否有事件发生，有的话就立即将该事件通知工作线程(逻辑单元)，将Socket可读可写事件放入请求队列，交给工作线程处理.除此之外，主线程不做任何其他实质性的
工作.读写数据，接受新的连接，以及处理客户请求均在工作线程中完成.
使用同步I/O模拟(以epoll_wait为例)实现的反应器模式的工作流程是：
1.主线程往epoll内核事件表中注册套接字上的读就绪事件.
2.主线程调用epoll_wait等待wocket上有数据可读.
3.当套接字上有数据可读时，epoll_wait通知主线程。主线程则将Socket可读事件放入请求队列.
4.睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒，它从Socket读取数据，并处理客户请求，然后往EPOLL内核事件表中注册该Socket上的写就绪事件.
5.当主线程调用epoll_wait等待Socket可写
6.当套接字可写时，epoll_wait通知主线程。主线程将Socket可写事件放入请求队列.
7.睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒，它往Socket上写入服务器处理客户请求的结果.

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线程池

线程池是由服务器预先创建的一组子线程，线程池中的线程数量应该和cpu数量差不多.线程池中的所有子线程都运行着相同的代码.当有新的任务到来时，主线程将通过某种方式选择线程池中的某一个子线程来为之服务.相
比与动态的创建子线程，选择一个已经存在的子线程的代价显然要小得多.至于主线程选择哪个子线程来为新任务服务，则有多种方式：

主线程使用某种算法来主动选择子线程.最简单、最常用的算法是随机算法和RoundRobin(轮流选取)算)法，但更优秀、更智能的算法将使任务在各个工作线程中更均匀地分配，从而减轻服务器的整体压力.主线程和所有子线程通过一个共享的工作队列来同步，子线程都睡眠在该工作队列上.当有新的任务到来时，
主线程将任务添加到工作队列中.这将唤醒正在等待任务的子线程，不过只有一个子线程将获得新任务的“接管权“，它可以从工作队列中取出任务并执行之，而其他子线程将继续睡眠在工作队列上.

线程池的一般模型为：
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1.单例模式初始化日志系统单独调度线程
2.创建线程池，信号量进行线程的锁定
3.创建套接字，绑定ip地址和端口号，监听套接字
4.创建epoll模型，创建事件，将监听套接字epoll_ctl加入epoll
5.epoll_wait 等待事件触发，遍历事件数组，查询如果触发事件为监听fd 则开始接受接受，并重新创建一个connfd 用于收发数据并加入epoll中等待是否有事件到来用connfd作为下标放入http_conn类型数组，用于定位该请求
6.读取数据放入所对应请求的m_read_buf中加入事件到工作队列中，触发信号释放线程池中的一个线程用于执行
7.解析http请求，读取一行，判断请求行请求头请求体，状态机进行解析读取客户端请求解析到类内部各个成员
8.根据解析请求返回状态发送给客户端对应的资源或者提示的结果

由于非活跃连接占用了连接资源，严重影响服务器的性能，通过实现一个服务器定时器，处理这种非活跃连接，释放连接资源。利用alarm函数周期性地触发SIGALRM信号,该信号的信号处理函数利用管道通知主循环执行定时器链表上的定时任务.
将管道的fd加入epoll 一旦有sigalrm信号发送，epoll_wait就会收到然后执行链表定时任务tick();