web服务器相关原理。

 在文章开始前，有必要了解一下关于线程，进程以及并发连接数。

1.进程是具有独立功能的程序，关于某个数据集合的一次运行活动，使系统资源分配和调度的独立单位，从逻辑角度来说，多线程的意义在于一个应用程序，有多个执行的部分可以同时执行，但操作系统并没有将多个线程当作多个独立应用来实现，而是当作进程来调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程重要区别。进程和线程主要的区别是进程有独立的地址空间，一个进程崩溃掉后，在保护模式下不会对其他进程有影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径，线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有独立的地址空间，一个线程死掉后相当于整个进程都死掉。所以多进程程序比多线程程序要健壮，但在进程切换的时候，耗费资源较大，效率要差些，但对于一些要求同时进行并且要求共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。

2.并发连接数,就是服务器同一时间能处理的最大会话数量。

3.会话，就是浏览器访问web服务器就是一个会话，基于http协议。http工作方式有非持久连接和持久连接（http1.1默认连接方式为持久连接）。

4.浏览器和web服务器之间主要步骤：

1.建立TCP连接，

2.web浏览器向web服务器发送请求命令。

3.web浏览器发送请求头。

4.web服务器应答。

5.服务器发送应答头信息。

6.web服务器发送数据。

7.web服务器关闭TCP连接。

5.Web服务器由于要同时为多个客户提供服务，就必须使用某种方式来支持这种多任务的服务方式。一般情况下可以有以下三种方式来选择，多进程方式、多线程方式及异步方式。其中，多进程方式中服务器对一个客户要使用一个进程来提供服务，由于在操作系统中，生成一个进程需要进程内存复制等额外的开销，这样在客户较多时的性能就会降低。为了克服这种生成进程的额外开销，可以使用多线程方式或异步方式。在多线程方式中，使用进程中的多个线程提供服务， 由于线程的开销较小，性能就会提高。事实上，不需要任何额外开销的方式还是异步方式，它使用非阻塞的方式与每个客户通信，服务器使用一个进程进行轮询就行了。

       虽然异步方式最为高效，但它也有自己的缺点。因为异步方式下，多个任务之间的调度是由服务器程序自身来完成的，而且一旦一个地方出现问题则整个服务器就会出现问题。因此，向这种服务器增加功能，一方面要遵从该服务器自身特定的任务调度方式，另一方面要确保代码中没有错误存在，这就限制了服务器的功能，使得异步方式的Web服务器的效率最高，但功能简单，如Nginx服务器。

       由于多线程方式使用线程进行任务调度，这样服务器的开发由于遵从标准，从而变得简单并有利于多人协作。然而多个线程位于同一个进程内，可以访问同样的内存空间，因此存在线程之间的影响，并且申请的内存必须确保申请和释放。对于服务器系统来讲，由于它要数天、数月甚至数年连续不停的运转，一点点错误就会逐渐积累而最终导致影响服务器的正常运转，因此很难编写一个高稳定性的多线程服务器程序。但是，不是不能做到时。Apache的worker模块就能很好的支持多线程的方式。

       多进程方式的优势就在于稳定性，因为一个进程退出的时候，操作系统会回收其占用的资源，从而使它不会留下任何垃圾。即便程序中出现错误，由于进程是相互隔离的，那么这个错误不会积累起来，而是随着这个进程的退出而得到清除。Apache的prefork模块就是支持多进程的模块。

6.Web服务器总的来说提供服务的方式有三种,

• 多进程方式

• 多线程的方式

• 异步方式

其中效率最高的是异步的方式，最稳定的是多进程方式，占用资源较少的是多线程的方式。

1.多进程

       此种架构方式中，web服务器生成多个进程并行处理多个用户请求，进程可以按需或事先生成。有的web服务器应用程序为每个用户请求生成一个单独的进程来进行响应，不过，一旦并发请求数量达到成千上万时，多个同时运行的进程将会消耗大量的系统资源。（即每个进程只能响应一个请求或多个进程对应多个请求）

优点：

• 最大的优势就在于稳定性，一个进程出错不会影响其它进程。如，服务器同时连接100个请求对就的是100个进程，其中一个进程出错，只会杀死一个进程，还有99个进程继续响应用户请求。

• 每个进程响应一个请求

缺点：

• 进程量大，进程切换次数过多，导致CPU资源使用效率低

• 每个进程的地址空间是独立的，很多空间中重复的数据，所以内存使用效率低

• 进程切换由于内核完成，占用CPU资源

2.多线程

       在多线程方式中，每个线程来响应一下请求，由于线程之间共享进程的数据，所以线程的开销较小，性能就会提高。

优点：

• 线程间共享进程数据

• 每个线程响应一个请求

• 线程切换不可避免（切换量级比较轻量）

• 同一进程的线程可以共享进程的诸多资源，比如打开的文件

• 对内存的需求较之进程有很大下降

• 读可以共享，写不可以共享

缺点：

• 线程快速切换时会带来线程抖动

• 多线程会导致服务器不稳定

3.异步方式

       一个进程或线程响应多个请求，不需要任何额外开销的，性能最高，占用资源最少。但也有问题一但进程或线程出错就会导致整个服务器的宕机。