关于网络模型的一些概念

五中IO模型&＃xff1a;

1&＃xff09;阻塞IO&＃xff0c;比如socket&＃xff0c;一直阻塞到对方数据填充recv缓冲区&＃xff0c;一直等到IO操作彻底返回才回到用户空间&＃xff0c;

         最简单的改进是使用多进程或者多线程&＃xff0c;让一个连接的阻塞不影响其他

        int accept(int fd,struct sockaddr *addr,socklen_t *addrlen); //accept接口原型

2&＃xff09;非阻塞IO&＃xff1a;但是这种是一直轮询内核数据&＃xff0c;并不阻塞&＃xff0c;会造成CPU资源的浪费&＃xff0c;一般不使用&＃xff0c;被调用后立即

            返回给用户一个状态值不必等到IO操作彻底完成

        fcntl(fd,F_SETFL,O_NONBLOCK);    //将句柄设置为非阻塞状态

连接池和线程池的概念&＃xff1a;就是维持一定的连接数&＃xff0c;意在降低创建和销毁进程的频率&＃xff0c;让空闲的进程或线程

    重新承担新的执行任务&＃xff0c;但也只是在一定程度上缓解了频繁调用io接口带来的资源占用

3&＃xff09;IO复用&＃xff1a;用select来管理多个文件描述符&＃xff0c;一旦有一个有数据写入&＃xff0c;select就返回&＃xff0c;也就是阻塞在select&＃xff0c;

不阻塞在recv,select可以看成管理者&＃xff0c;用它来管理多个IO&＃xff0c;一旦其中的一个或多个IO检测到我们感兴趣的事件&＃xff0c;select就返回&＃xff0c;返回值为检测到的事件的个数以及是哪些IO发生的事件&＃xff0c;这样我们就可以遍历这些事件&＃xff0c;进而

去处理它&＃xff0c;若直到超时都未检测到事件&＃xff0c;则返回0,它的优势不在于能够处理的更快&＃xff0c;而在于能够处理更多的连接

在IO复用模型中&＃xff0c;对于每一个socket&＃xff0c;其实是非阻塞的&＃xff0c;但是整个用户进程是阻塞的&＃xff0c;只是它被阻塞在select&＃xff0c;

而不是socket IO

select(int nfds, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict writefds,

         fd_set *restrict errorfds, struct timeval *restrict timeout);

参数说明&＃xff1a;1 读写异常集合中的文件描述符的最大值&＃43;1

         2 读集合

         3 写集合

         4 异常集合

         5 超时描述的结构体

select在检测到可读事件之后&＃xff0c;即时响应recv()操作&＃xff0c;并根据接收到的数据准备好待发送数据&＃xff0c;并将

对应的句柄值假如到writefds&＃xff0c;准备下次的可写事件的select检测&＃xff0c;同样&＃xff0c;如果select发现某个句柄

发现可写事件&＃xff0c;会立即做send操作&＃xff0c;并准备好下一次的可读事件操作

事件驱动模型&＃xff1a;每一个执行周期都会检测或者探测一次或者一组事件&＃xff0c;一个特定的事件会触发某个特定

的响应

但是&＃xff0c;注意select模型接口并不是实现事件驱动的最好的选择&＃xff0c;因为当需要探测的句柄值较大的时候&＃xff0c;

select接口本身需要消耗大量的实际去轮询各个句柄&＃xff0c;很多操作系统提供了更为高效的接口&＃xff0c;

比如Linux提供了epoll&＃xff0c;而BSD提供了kqueue&＃xff0c;Solaris提供了/dev/poll等但由于各系统的epoll

接口实现差异较大&＃xff0c;所以用epool实现的服务器实现跨平台比较难&＃xff0c;libevent和libev库是属于事件

驱动库 &＃xff0c;实际上Linux2.6之后也引入了支持异步的io操作如aio_read , aio_write

4&＃xff09;信号驱动IO&＃xff1a;安装一个信号处理程序sigaction&＃xff0c;有数据写入信号到来&＃xff0c;再用信号通知应用进程有数

据到来&＃xff0c;执行recv接收&＃xff0c;把数据从内核拉取到用户空间&＃xff0c;也不常用

5&＃xff09;异步IO&＃xff1a;效率最高&＃xff0c;用aio_read来实现的&＃xff0c;没有数据时阻塞&＃xff0c;有数据到来&＃xff0c;直接copy到用户空间buf&＃xff0c;

应用进程直接处理数据即可&＃xff0c;不用再调用recv函数拉取&＃xff0c;是一种主动推送的机制

poll函数的返回值errno&＃xff1a;

1&＃xff09;EBADF:一个或者多个结构体中定义的文件描述符无效

2&＃xff09;EFAULTfds&＃xff1a;指针指向的地址超出进程的地址空间

3&＃xff09;EINTR&＃xff1a;请求的事件之前产生的一个信号&＃xff0c;调用可以重新发起

4&＃xff09;EINVALnfds&＃xff1a;参数超出PLIMIT_NOFILE的值

5&＃xff09;ENOMEM&＃xff1a;可用内存不足&＃xff0c;无法完成请求

&＃xfeff;

epoll是在Linux2.6内核提出的&＃xff0c;是select和poll的增强版&＃xff0c;更加灵活&＃xff0c;没有文件描述符的限制

int epoll_create(int size)  size是要监听的数目

int epoll_ctl(int epfd,int op,int fd,struct epoll_event *event) epoll的事件注册函数

int epoll_wait(int epfd,staruct epoll_event *events,int maxevents,int timeout);

一点解释&＃xff1a;

1&＃xff09;size应为最大监听数fd&＃43;1&＃xff0c;创建好epoll句柄后它就会占用一个fd的值&＃xff0c;在Linux下&＃xff0c;看

/proc/fd/是可以看到这个fd的值的,所以在使用完epoll后必须close关闭&＃xff0c;否则可能造成fd被耗尽

2&＃xff09;ctl的参数说明&＃xff1a;

   a&＃xff09;create的返回值  

   b&＃xff09;表示动作&＃xff0c;用epoll_ctl_add  epoll_ctl_mod epoll_ctl_del三个宏来描述 

   c&＃xff09;要监听的fd

   d&＃xff09;要监听的事件epollin可读  epollout可写  epollpri有紧急数据可读

epollerr 对应fd发生错误

   e&＃xff09;fd被挂断

   f&＃xff09;将epoll设为边沿处罚

   g&＃xff09;epolloneshot只监听一次事件&＃xff0c;若需要再次监听&＃xff0c;需重新加入到epoll队列 

select  poll和epoll的区别&＃xff1a;

三者都是多路IO复用机制&＃xff0c;可以监视多个描述符&＃xff0c;一旦某个描述符九尾&＃xff0c;可以通知程序进行相应的读写操作&＃xff0c;但本质上都是同步IO&＃xff0c;他们都需要在读写事件就绪后自己负责读写&＃xff0c;而异步IO会把主动数据copy到用户空间

1&＃xff09;一般认为poll比select高效的原因&＃xff1a;

   a.poll不要求开发组在计算最大文件描述符(fd)时进行&＃43;1的操作

   b.在应付大数目的fd时速度更快&＃xff0c;因为select内核需要大量检测fd对应的fd_set中每一个bit位&＃xff0c;会比较耗时

   c.select可监控的fd是固定的&＃xff0c;也相对较少。poll可创建特定大小的数组来保存fd&＃xff0c;不受fd大小的影响&＃xff0c;而且可以监控的fd的数目远大于select

   d.对select来说&＃xff0c;所监控的fd_set在select返回之后会发生变化&＃xff0c;在下次进入select之前需要重新初始化需要监控的fd_set&＃xff0c;poll将输入和输出分块&＃xff0c;允许备件款的文件数组被复用而无需重新初始化

   f.select的超时参数在返回时也是未定义的&＃xff0c;为考虑移植性&＃xff0c;每次超时在下次进入select之前需重新设置超时参数

2&＃xff09;select的优点&＃xff1a;

   a.可移植性更好&＃xff0c;在某些unix系统不支持poll

   b.对超时提供了更好的精度&＃xff0c;而poll精度较差

3&＃xff09;epoll的优点&＃xff1a;

   a.支持一个进程打开最大数目的socket描述符FD,可以使用cat /proc/sys/fd/file-max查看

   b. IO效率不随FD数目的增加线性下降

   c.使用mmap家属内核与用户控件的消息传递