基本概念

browser与server通信，在浏览器输入域名或IP地址:port号，浏览器进行域名解析为相应的ip地址或根据ip地址向对应server发送http请求。其中首先要TCP协议进行三次握手，建立连接，然后http协议生成对应的http请求报文，通过TCP,IP协议发送到目标server。

HTTP： 超文本传输协议，请求和响应消息头以ASCII形式发出，消息内容类似MIME;默认端口80，本地发出请求的客户端叫做用户代理程序，和服务器之间会存在多个“中间层”，比如代理服务器、网关或者隧道。

采用请求/响应模型，客户端向server发送请求报文，包括请求方法，URL,协议版本，请求头，请求数据。

服务器响应内容包括协议版本，成功/错误代码，服务器信息，响应头部，响应数据。

请求响应步骤：

状态码及描述：服务器编程基本框架

I/O处理单元：等待并接受客户连接，接受客户数据，返回服务器响应给客户端。但是数据收发不一定在该单元执行，也可能在逻辑单元，取决于事件处理模式。

逻辑单元：一个线程或进程，分析并处理数据，传递结果给I/O或直接给客户端，取决于事件处理模式。多个客户端->多个逻辑单元，以实现并发处理。

网络存储单元：数据库、缓存、文件，但不是必须的。

请求队列：各单元之间通信方式的抽象。I/O通知逻辑单元，逻辑单元访问存储单元等。通常被实现为池的一部分。

事件处理模式：

服务器需要处理三类事件：I/O事件，信号、定时事件。

两种处理模式：

Reactor： 常用同步IO模型实现

主线程（IO处理单元）只监听fd是否有事发生，有就通知工作线程（逻辑单元），将socket可读可写事件放入请求队列，交给工作线程。在工作线程中读写数据，接受新连接，处理客户请求。主线程不处理其他实质性工作。

1. 主线程向epoll内核时间表注册socket上的读就绪事件。

2. 主线程调用epoll_wait等待有数据可读。

3. 当socket有数据可读，epoll_wait通知主线程，主线程将socket可读事件放入请求队列。

4. 睡眠在请求队列的某个工作线程被唤醒，从socket上读数据，处理客户请求，往epoll内核表注册socket写就绪事件。

5. 主线程调用epoll_wait等待socket可写。

6. 当socket可写，epoll_wait通知主线程，主线程将socket可写事件放入请求队列。

7. 睡眠在请求队列的某个工作线程被唤醒，往socket上写入服务器处理客户请求的结果。

Proactor： 常用异步IO实现

将所有IO操作都交给主线程和内核，工作线程仅负责业务逻辑。

1 主线程调用aio_read向内核注册socket上读完成事件，并告诉内核用户读缓冲区的位置，以及完成时如何通知应用。

2 主线程继续处理其他逻辑。

3 当socket上数据被读入用户缓冲区，内核向应用发送信号，通知数据可用。

4 应用预先定义好的信号处理函数选择一个工作线程处理客户请求，处理完后，调用aio_write向内核注册socket上写完成事件，并告诉内核用户写缓冲区位置，以及完成时如何通知应用。

5 主线程继续处理其他逻辑

6 当用户缓冲区内容写入socket，内核向应用发送信号，通知应用数据发完。

7 应用预先定义的信号处理函数选择一个工作线程善后，如决定是否关闭socket.

但在 Linux 下的异步 I/O 是不完善的，aio 系列函数是由 POSIX 定义的异步操作接口，不是真正的操作系统级别支持的，而是在用户空间模拟出来的异步，并且仅仅支持基于本地文件的 aio 异步操作，网络编程中的 socket 是不支持的，这使得基于 Linux 的高性能网络程序都是使用 Reactor 方案。
而 Windows 里实现了一套完整的支持 socket 的异步编程接口，这套接口就是 IOCP，是由操作系统级别实现的异步 I/O，真正意义上异步 I/O，因此在 Windows 里实现高性能网络程序可以使用效率更高的 Proactor 方案。

项目实现：模拟Proactor模式

使用同步IO模拟proactor

1. 主线程向epoll内核时间表注册socket上的读就绪事件。

2. 主线程调用epoll_wait等待有数据可读。

3. 当socket有数据可读，epoll_wait通知主线程，主线程从socket循环读取数据，直到没有数据可读，然后将读取到的数据封装为一个请求对象插入请求队列。

4. 睡眠在请求队列的某个工作线程被唤醒，获得请求并处理，然后往epoll内核表注册socket写就绪事件。

5. 主线程调用epoll_wait等待socket可写。

6. 当socket可写，epoll_wait通知主线程，主线程往socket上写入server处理客户请求的结果。

线程池

使主线程和子线程通过一个共享的工作队列来同步，子线程都睡眠在该工作队列上。当有新任务来时，主线程将任务添加到工作队列中，唤醒一个子线程，他将从工作队列中取出任务并执行，其他子线程将继续在工作队列上睡眠。

线程数量受限与CPU数量N：

CPU密集型任务：N 或N+1; （视频剪辑等消耗CPU资源）

IO密集型：多于N。因为IO处理较慢，多于N则为CPU处理更多的任务。

1.以空间换时间，以服务器的硬件资源换取运行效率。

2.池是一组资源的集合，在服务器启动之初就被完全创建好并初始化，称为静态资源。

3.当server进入运行阶段，开始处理客户请求，需要资源时直接从池中获取，无需动态分配。

4.当server处理完一个客户连接，可以把相关资源放回池中，无需释放资源。

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