操作系统：为什么IO操作不占用CPU却会导致进程阻塞？Web服务器每接收一个请求都会创建一个新的线程吗？Tomcat服务器工作原理？

Posted 2022-01-14 CodeJiao

为什么IO操作不占用CPU却会导致进程阻塞？Web服务器每接收一个请求都会创建一个新的线程吗？这两个问题在我学操作系统以前我都挺困惑的。现在我来尝试着解答一下。

1. 为什么IO操作不占用CPU却会导致进程阻塞？

IO操作是要等磁盘里面的数据读出来进入CPU处理，读数据的时候不归CPU管。但是因为进程需要这个IO的数据，所以需要等待IO结束了才能继续运行（进程阻塞）。

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2. Web服务器每接收一个请求都会创建一个新的线程吗？

web服务器接收并且处理客户端发来的请求，请求的资源可以是文本、图像、音频等等。web服务器有不同的处理逻辑，但是最高校的是采用多线程+线程池的方式。下面就来聊聊Web服务器的几种工作类型：

1. 单线程处理方式：用户发来的请求依次处理，面对大量请求时，响应速度慢，效率极为低下。
2. 单进程处理方式：让服务器作为单进程来接收请求，当服务器收到新请求时创建另外一个进程去处理请求，但这样新创建的进程会消耗与原进程一样多的资源和时间。
3. 多线程处理方式：每次收到一个请求，Web服务器都会创建一个新的线程去处理请求。创建线程基本不需要新的资源，创建的速度也比进程快，因此多线程的Web服务器比较高校。

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4. 线程池技术

对于Web服务器来说，每次收到用户的请求时，就会创建一个新的线程去处理请求。这里有一个潜在的问题：如果请求过多，将无法限制操作系统中并发执行的线程数量，无限制的线程会耗尽系统资源，例如内存和CPU。解决这个问题的方法就是使用线程池技术（Thread Pool）。

线程池的基本思想是在进程开始时创建一定数量的线程，并放入池中等待。当服务器收到一个请求时，它会唤醒池中的一个线程，并将要处理的请求传递给它。一旦线程完成了服务，他会返回池中等待被唤醒。如果请求过多，导致池中没有可用的线程，那么服务器会等到一直有空闲的线程为止。

线程池技术的优点：

1. 用现有的线程处理请求比创建新的线程更快。
2. 线程池限制了可用线程的数量，对那些不能支持大量并发线程的系统帮助较大。

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3. Tomcat服务器工作原理

tomcat在用户每次请求一个web资源的时候，servlet或者是jsp页面，tomcat都会创建一个新的线程或者使用线程池中已有空闲的线程，在该线程中调用service方法或者doGet，doPost方法。

一个请求过来，如果线程池里面有空闲的线程，那么会在线程池里面取一个线程来处理该请求，一旦该线程当前在处理请求，其他请求就不会被分配到该线程上，直到该请求处理完成。请求处理完成后，会将该线程重新加入线程池。

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