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答案： 并發(fā)服務(wù)器是一種能夠同時(shí)處理多個(gè)客戶端請(qǐng)求的服務(wù)器。它通過(guò)使用多線程、進(jìn)程或異步I/O等技術(shù)，使得在同一時(shí)間內(nèi)可以服務(wù)于大量用戶。
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隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷更新和應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)大，越來(lái)越多的企業(yè)需要構(gòu)建高性能、可靠且可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)支持自己業(yè)務(wù)。而其中最基礎(chǔ)也最重要的就是并發(fā)處理機(jī)制。本文將介紹什么是并發(fā)服務(wù)器以及如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)高效穩(wěn)定的并發(fā)服務(wù)器。
1. 為什么需要并發(fā)服務(wù)器？
傳統(tǒng)上，在單核CPU時(shí)代，每個(gè)任務(wù)都必須按照隊(duì)列方式依次執(zhí)行，這樣很容易導(dǎo)致整體性能下降和響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。在當(dāng)前多核CPU環(huán)境下，并行計(jì)算已成為了解決問(wèn)題和提升系統(tǒng)吞吐率不可避免之路。
比如我們常見(jiàn)到許多聊天軟件中有數(shù)萬(wàn)人在線聊天室功能，如果采用傳統(tǒng)單線程模型去實(shí)現(xiàn)，則無(wú)法滿足用戶需求；再比如搜索引擎對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行索引時(shí)就需要快速且高效地處理大量請(qǐng)求，這時(shí)并發(fā)服務(wù)器也是非常必要的。
2. 并發(fā)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)方式
在實(shí)現(xiàn)并發(fā)服務(wù)器時(shí)，我們需要考慮以下幾種方案：
2.1 多線程模型
多線程模型是一種比較常見(jiàn)的并發(fā)處理機(jī)制。它通過(guò)創(chuàng)建多個(gè)線程來(lái)同時(shí)服務(wù)于不同的客戶端請(qǐng)求。每個(gè)線程獨(dú)立運(yùn)行，擁有自己的?？臻g和寄存器等資源，并可以共享進(jìn)程中其他資源（如全局變量）。
多線程模型雖然簡(jiǎn)單易懂、容易實(shí)現(xiàn)，但也存在一些問(wèn)題。在高負(fù)載環(huán)境下可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰或者出現(xiàn)死鎖；其次，在繁忙網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下很難為每一個(gè)連接都分配到足夠的內(nèi)存和CPU時(shí)間片；最后，由于上下文切換耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，所以對(duì)性能影響較大。
2.2 進(jìn)程池模型
進(jìn)程池模型則采用了與多線程類似的方法——?jiǎng)?chuàng)建子進(jìn)程來(lái)同時(shí)服務(wù)于不同客戶端。相比之下進(jìn)入池具備更好的可控性和穩(wěn)定性：父進(jìn)程序列化接收socket描述符、生成工作子進(jìn) 程、向工作子進(jìn)程傳遞socket描述符、等待工作子進(jìn)程處理完畢并返回結(jié)果、然后向客戶端發(fā)送響應(yīng)信息。
由于父子進(jìn)程之間的通信需要使用IPC（Inter-Process Communication，即進(jìn)程間通信）機(jī)制，這對(duì)性能造成了一定影響。在多核CPU環(huán)境下，每個(gè)進(jìn)程都需要獨(dú)立占用CPU資源和內(nèi)存空間，浪費(fèi)資源嚴(yán)重。
2.3 異步I/O模型
異步I/O模型則采用了非阻塞式IO操作來(lái)提高服務(wù)器效率。在異步I/O中當(dāng)一個(gè)讀寫(xiě)請(qǐng)求被發(fā)起時(shí)不會(huì)直接阻塞線程或者進(jìn)程等待數(shù)據(jù)到達(dá)或者回復(fù)完成而是繼續(xù)處理其他的任務(wù)。當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒時(shí)系統(tǒng)通過(guò)回調(diào)函數(shù)告知程序進(jìn)行讀取操作。
此外還有基于事件驅(qū)動(dòng)的技術(shù)如Nginx所使用的Reactor反應(yīng)堆模式和Apache所使用的Proactor反應(yīng)堆模式等實(shí)現(xiàn)方式。
3. 怎樣選擇合適的并發(fā)服務(wù)器方案？
以上三種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中要根據(jù)場(chǎng)景需求和自身技術(shù)水平來(lái)選擇合適方案：
如果你追求簡(jiǎn)單易懂、容易實(shí)現(xiàn)，則可以考慮多線程模型；
如果你追求穩(wěn)定性和可控性，則可以考慮進(jìn)程池模型；
如果你追求高效率、低資源占用，則必須采用異步I/O模型。
網(wǎng)站欄目：什么是并發(fā)服務(wù)器？——提高服務(wù)器性能的利器
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