C++ Webserver从零开始：基础知识（三）——Linux服务器程序框架

目录

前言

一.服务器编程基础框架

C/S模型

主要框架

二.I/O模型

阻塞I/O

非阻塞I/O

异步I/O

三.两种高效的事件处理模式

Reactor

Proactor

四.模拟Proactor模式

五.半同步/半异步的并发模式

六.有限状态机

七.其他提高服务器性能的方法

池

数据复制

上下文切换和锁

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前言

        这一章是整个专栏的核心，也是后续章节的总览。这一章我们会从宏观角度上概括，解释，分析Webserver的各个部分。

        分析原理，搭建网络，将一个高性能Webserver的各个部分串联起来。可以说，如果没有彻底看懂这一章的内容，那么后面的学习都如同雾里看花，甚至不知道在干嘛，唯有将框架了解清楚，才知道什么地方该填入正确的血肉。

        同时，这一章内容也是面试的各大高频考点。

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一.服务器编程基础框架

C/S模型

        TCP/IP的最初设计理念并没有客户端和服务端的概念，主机与主机之间大多进行的是信息对等交换。

        类似于人类古代的以物易物的交易方式

        但随着网络的发展，有一些主机其掌握了更多的资源，其他主机想要获得资源都要去找它获取，这些主机慢慢发展壮大，成了我们今天的服务端，而其他的主机便是客户端。

        类似于出现了店家，人们不再以物易物，而是去店家那获取资源

        而在Linux中，客户端与服务端之间“交易方式”，如下图所示

主要框架

        但很显然，上面这种交易方式并不是单独发生，当有多个客户端和服务端发生“交易”时，服务端就得好好设计一番，才能不耽误与各个客户端的“交易”过程。

于是，我们在服务端内部作好一种最基本的新体系，如下图：

• I/O处理单元：

• • 接受客户连接
  • 接收客户数据
  • 将处理好的数据还给客户端

• 请求队列：

• • 并非为真正的一个队列，而是一种单元间通信的抽象。
  • 当I/O处理单元收到客户请求后，将客户请求交给逻辑单元处理

• 逻辑单元：

• • 通常为一个进程或线程
  • 分析客户数据，作出处理
  • 将处理结果交给I/O单元（或者直接给客户端）

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二.I/O模型

        服务端与客户端交互的第一棒是I/O，而I/O又可以分为阻塞I/O和非阻塞I/O

阻塞I/O

        基础API中，acept,send,recv,connect可能会被阻塞，而其一旦阻塞，操作系统就会将其挂起，直到其等待的事件发生为止（操作系统基础知识）。

非阻塞I/O

        非阻塞I/O的系统调用总是被立刻返回，无论事件是否发生，若事件没有发生，系统调用就返回-1,并返回错误码errno,我们就要根据errno进行适当处理.

        如:再试一次.

        所以为了不影响非阻塞I/O的效率,非阻塞I/O就要和其他I/O通知机制配合使用,比如 I/O复用 和 SIGIO信号