Lion_Long的博客

在现代计算机系统中，进程间通信（IPC）是实现多任务协作和数据共享的核心技术。本文将探讨几种主要的IPC机制及其在操作系统和应用程序中的实际应用，帮助读者理解和应用这些关键技术。通过深入探讨管道、消息队列、共享内存、信号和套接字等IPC方式，我们将揭示它们的优缺点及选择的适用场景，为进程间通信的实现提供全面的指导和见解。

ip命令比ifconfig功能更强大，更灵活，并且使用netlink套接字机制，比ifconfig的ioctl机制更先进。虽然ip命令可能看起来更复杂，但它可以完成ifconfig的所有功能，并且提供了更多高级功能。目前，Linux 发行版同时提供ifconfig和ip命令，可以根据自己的需要选择使用。那么，您认为哪种命令更方便，您更喜欢使用哪种命令呢？

在上一节中，我们学习了如何使用 epoll 构建高效的 reactor 网络模型来开发服务器。本节将深入探讨另一个强大的工具——开源库 libevent，它可以简化服务器程序的开发过程，让我们更专注于业务逻辑处理。我们将从 libevent 的介绍开始，详细分析其内部结构和封装层级，并通过一个完整示例代码展示如何利用 libevent 来构建高并发的 TCP 服务器程序。

在现代互联网应用中，高并发性能是至关重要的。Reactor模型作为处理并发I/O的常见模式，凭借其高效的事件处理机制，能够有效提升服务器的并发能力。本文将深入探讨如何使用epoll构建Reactor网络模型，并结合详细代码实现，帮助读者从零开始构建支持百万级并发的TCP服务器。通过学习Reactor模型，您将掌握构建高性能网络应用的核心技术，为应对日益增长的用户需求做好准备。

手把手教你从0开始编写TCP服务器程序，体验开局一块砖，大厦全靠垒。为了避免篇幅过长使读者感到乏味，对【TCP服务器的开发】进行分阶段实现，一步步进行优化升级。本节，在上一章节的基础上，将IO多路复用机制select改为更高效的IO多路复用机制epoll，使用epoll管理每个新接入的客户端连接，实现发送和接收。epoll是Linux内核中一种可扩展的IO事件处理机制，可替代select和poll的系统调用。处理百万级并发访问性能更佳。

手把手教你从0开始编写TCP服务器程序，体验开局一块砖，大厦全靠垒。为了避免篇幅过长使读者感到乏味，对【TCP服务器的开发】进行分阶段实现，一步步进行优化升级。本节，在上一章节的基础上，将并发的实现改为IO多路复用机制，使用select管理每个新接入的客户端连接，实现发送和接收。

多进程方式实现TCP服务器，为每个新接入的客户端分配进程，实现一个服务器程序处理多个客户端连接。

手把手教你从0开始编写TCP服务器程序，体验开局一块砖，大厦全靠垒。本篇在前一篇的基础上，添加多线程，为每个新接入的客户端分配线程，实现一个服务器程序处理多个客户端连接。

epoll 是 Linux 操作系统提供的一种 I/O 事件通知机制，用于高效地管理大量的文件描述符（sockets、文件、设备等）的异步 I/O 操作。它的目的是在高并发的网络应用中提供更好的性能和资源利用率，相较于传统的 I/O 多路复用技术（如 select 和 poll）具有更高的效率。基本概念： epoll 提供了一种非阻塞的 I/O 操作方式，它允许应用程序同时监视多个文件描述符，并在这些描述符上发生事件时通知应用程序。这些事件可以包括可读、可写、错误等情况。

本文旨在了解到如何优化TCP Socket的读写操作，掌握read、recv、readv、write、send、sendv的最佳实践。文章将提供实用的技巧和建议，并介绍性能测试和调优的方法，帮助读者提升网络通信的效率和性能。

一、协程的意义。二、异步的执行流程。三、协程的基本操作：“切换”的方式--switch、create：创建协程、yield：让出CPU、resume：恢复协程运行权。四、协程的定义。五、调度器的定义。

设计一个定时器时，先确定时间精度；选择驱动定时器的方式；选择合适的数据接口；设计定时器基本接口 和扩展接口；考虑相同触发时间的定时任务处理。

时间轮原理根据时钟规律而来。时间指针不断移动，如果指向的槽存在任务则执行定时任务，减少了任务的无效检测。时间轮通过多个层级存放定时任务，第一层组织最近关注的延时任务，是实际执行的层级；其他层级只负责向上一层级重新映射。

io_uring比epoll好的点是io_uring使用共享内存，不仅仅共享了IO事件，需要的变量也通过共享内存共享到用户空间，像SQ和CQ队列。io_uring不仅可以处理网络IO，也可以处理磁盘IO。

io_uring主要由三部分构成：内核提供的三个系统调用接口（io_uring_setup、io_uring_register、io_uring_enter），内核实现的系统调用，应用层提供的liburing库。io_uring_submite会在底层协议栈执行accept、recv、send等功能。从fio测试磁盘IO的测试结果来看，io_uring的IOPS与libaio相同，是psync的两倍。io_uring的异步操作在内核下完成，用户态调用api是感觉不到异步操作的。

（1）TCP通过以字节为单位的滑动窗口实现可靠传输。（2）TCP进行流量控制时使用四个算法：慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复。（3）滑动窗口是动态的，它的大小取接收端可接受窗口大小和网络可发送大小的最小值。

dpdk提供丰富的api。dpdk可以实现旁路获取网络数据包，获取到的原始数据可以用户实现协议栈，以太网协议的解析 --> IP协议解析–>TCP/UDP解析等等。在进行协议栈调试时，可以使用wareshare工具抓包分析。

应用层： 最接近用户的一层，为用户程序提供网络服务。主要协议有HTTP、FTP、TFTP、SMTP、DNS、POP3、DHCP等。表示层： 数据的表示、安全、压缩。管理数据的解密和加密。会话层： 负责在网络中的两个节点之间的建立、维持和终止通信。传输层： 模型中最重要的一层，负责传输协议的流控和差错校验。数据包离开网卡后进入的就是传输层；主要协议有：TCP、UDP等。网络层： 将网络地址翻译成对应的物理地址。主要协议有：ICMP、IP等。数据链路层： 建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能

异步将请求和接收分离，一个线程负责发起请求，一个线程负责接收返回，减少了等待结果的过程，性能比较高；但不符合人类的理解思维，因此理解起来不那么容易。

掌握TCP三次握手和四次挥手的过程，熟悉TCP状态转换。清楚什么是SYN包和ACK包。

reactor是将对IO的检测转换为对事件的处理，是一种异步事件机制。介绍三种使用reactor的网络组件 redis，memcached，nginx

熟悉网络编程的四个关注点（建立连接、消息到达、消息发送、断开连接），深入理解操作IO和检测IO，这样才能很好的理解网络编程的源码，设计出高效的网络模型。特别需要理解TCP的三次握手和四次挥手过程。...

websocket是在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，允许客户服务端主动向客户端推送数据。客户端和服务器只需要完成一次握手，两者就可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。websocket是独立的，创建在TCP上的协议。为了兼容现有的设施, WebSocket 协议使用与 HTTP 协议相同的端口, 并使用 HTTP Upgrade 机制来进行 WebSocket 握手, 当握手完成之后, 通信双方便可以按照 WebSocket 协议的方式进行交互。.........

超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）是一个简单的请求-响应协议，它通常运行在TCP之上。Reactor是一种事件驱动机制，程序需要提供回调函数，注册到reactor中。Reactor模型包含三个重要组件：多路复用器，事件分离器，事件处理器。...

网络并发，通俗的讲就是服务器可以承载的客户端数量。Reactor模型开发效率比直接使用IO多路复用要高，它一般是单线程的，设计目标是希望一个线程使用CPU的全部资源；带来的优点是，在每个事件处理中很多时候不需要考虑共享资源的互斥访问。...

Linux网络IO与epoll的使用epoll是Linux内核中一种可扩展的IO事件处理机制，可替代select和poll的系统调用。处理百万级并发访问性能更佳。

Linux TCP网络设计,select io多路复用