【浅析Nginx中水平触发和边缘触发模式】

浅析Nginx中水平触发和边缘触发模式

边缘触发(Edge Triggered, ET)和水平触发(Level Triggered, LT)的区别

基本概念：

1. 水平触发(LT)：

// 水平触发示例
while (1) {
    // 只要缓冲区有数据，就会一直触发
    n = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (n <= 0) {
        if (errno == EAGAIN) {
            // 数据读完了，等待下次通知
            break;
        }
        // 处理错误
        break;
    }
    // 处理数据
    process_data(buffer, n);
}

2. 边缘触发(ET)：

// 边缘触发示例
while (1) {
    // 必须循环读取直到EAGAIN，因为不会再次触发
    n = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (n < 0) {
        if (errno == EAGAIN) {
            // 数据全部读完
            break;
        }
        // 处理错误
        break;
    } else if (n == 0) {
        // 连接关闭
        break;
    }
    // 处理数据
    process_data(buffer, n);
}

主要区别

1. 触发时机

// 水平触发
if (ngx_event_flags & NGX_USE_LEVEL_EVENT) {
    // 只要缓冲区有数据就触发
    if (!rev->active && !rev->ready) {
        if (ngx_add_event(rev, NGX_READ_EVENT, NGX_LEVEL_EVENT) != NGX_OK) {
            return NGX_ERROR;
        }
    }
}

// 边缘触发
if (ngx_event_flags & NGX_USE_CLEAR_EVENT) {
    // 仅在有新数据到达时触发
    if (!rev->active && !rev->ready) {
        if (ngx_add_event(rev, NGX_READ_EVENT, NGX_CLEAR_EVENT) != NGX_OK) {
            return NGX_ERROR;
        }
    }
}

2. 处理要求

// 水平触发可以分多次读取
static void lt_read_handler(ngx_event_t *rev) {
    ssize_t n = read(fd, buffer, SOME_SIZE);
    if (n < 0) {
        if (errno == EAGAIN) {
            // 下次继续读取
            return;
        }
    }
    process_data(buffer, n);
}

// 边缘触发必须一次性读完
static void et_read_handler(ngx_event_t *rev) {
    for (;;) {
        ssize_t n = read(fd, buffer, SOME_SIZE);
        if (n < 0) {
            if (errno == EAGAIN) {
                break;
            }
            // 错误处理
            return;
        }
        process_data(buffer, n);
    }
}

优缺点对比

1. 水平触发：

• 优点：

// 1. 编程更简单，不容易出错
void lt_handler(ngx_event_t *rev) {
    // 可以每次只读取部分数据
    n = read(fd, buffer, BUFFER_SIZE);
    if (n < 0 && errno == EAGAIN) {
        // 剩余数据下次再读
        return;
    }
}

// 2. 不会丢失数据
if (busy) {
    // 数据还在缓冲区，下次会再次触发
    return;
}

• 缺点：

// 1. 可能会频繁触发
void lt_event_loop() {
    while (1) {
        // 如果数据没读完，会重复触发
        events = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1);
        // 处理事件
    }
}

2. 边缘触发：

• 优点：

// 1. 减少系统调用，性能更好
void et_event_loop() {
    while (1) {
        // 只在新数据到达时触发一次
        events = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1);
        // 处理事件
    }
}

// 2. 更好的多路复用性能
if (ngx_event_flags & NGX_USE_CLEAR_EVENT) {
    // 减少重复通知
    events_processed++;
}

• 缺点：

// 1. 必须一次性读完所有数据，否则会丢失
void et_handler(ngx_event_t rev) {
	for (;;)  {
	n = read(fd, buffer, BUFFER_SIZE);
	if (n < 0 && errno == EAGAIN) {
		break; // 必须读到EAGAIN
		}
	process_data(buffer, n);
	}
}
// 2. 编程复杂度更高
if (rev->available) { // 需要额外的标记
	// 确保数据被完全处理
	handle_remaining_data();
}

Nginx 默认使用边缘触发模式（在epoll下），因为：

1. 性能更好
2. 减少系统调用
3. 适合 Nginx 的事件驱动模型