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我們知道,服務器并發(fā)模型通??煞譃閱尉€程和多線程模型,這里的線程通常是指“I/O線程”,即負責I/O操作,協(xié)調分配任務的“管理線程”,而實際的請求和任務通常交由所謂“工作者線程”處理。通常多線程模型下,每個線程既是I/O線程又是工作者線程。所以這里討論的是,單I/O線程+多工作者線程的模型,這也是最常用的一種服務器并發(fā)模型。我所在的項目中的server代碼中,這種模型隨處可見。它還有個名字,叫“半同步/半異步“模型,同時,這種模型也是生產者/消費者(尤其是多消費者)模型的一種表現(xiàn)。 這種架構主要是基于I/O多路復用的思想(主要是epoll,select/poll已過時),通過單線程I/O多路復用,可以達到高效并發(fā),同時避免了多線程I/O來回切換的各種開銷,思路清晰,易于管理,而基于線程池的多工作者線程,又可以充分發(fā)揮和利用多線程的優(yōu)勢,利用線程池,進一步提高資源復用性和避免產生過多線程。 1.模型架構
2 實現(xiàn)要點 2.1 單I/O 線程epoll 實現(xiàn)單I/O線程的epoll模型是本架構的第一個技術要點,主要思想如下: 單線程創(chuàng)建epoll并等待,有I/O請求(socket)到達時,將其加入epoll并從線程池中取一個空閑工作者線程,將實際的任務交由工作者線程處理。 偽碼:
偽碼可能寫的不太好,其實就是基本的epoll使用。 但要注意和線程池的配合使用,如果線程池取不到空閑的工作者線程,還需要做一些處理。 2.2 線程池實現(xiàn)要點server啟動時,創(chuàng)建一定數(shù)量的工作者線程加入線程池,如(20個),供I/O線程來取用; 每當I/O線程請求空閑工作者線程時,從池中取出一個空閑工作者線程,處理相應請求; 當請求處理完畢,關閉相應I/O連接時,回收相應線程并放回線程池中供下次使用; 若請求空閑工作者線程池時,沒有空閑工作者線程,可作如下處理: (1)若池中”管理”的線程總數(shù)不超過最大允許值,可創(chuàng)建一批新的工作者線程加入池中,并返回其中一個供I/O線程使用; (2)若池中”管理”的線程總數(shù)已經達到最大值,不應再繼續(xù)創(chuàng)建新線程, 則等待一小段時間并重試。注意因為I/O線程是單線程且不應被阻塞等待在此處,所以其實對線程池的管理應由一個專門的管理線程完成,包括創(chuàng)建新工作者線程等工作。此時管理線程阻塞等待(如使用條件變量并等待喚醒),一小段時間之后,線程池中應有空閑工作者線程可使用。否則server負荷估計是出了問題。 |
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