linux高性能服务器读书笔记之服务器模型

Posted 2020-10-23

1.模型一：C/S（经典的）
起因：TCP/IP协议是没有客户和服务端的区别。但是资源（视频，新闻，软件）都是被数据提供者所垄断
逻辑：服务器启动后，首先创建一个或多个监听socket，并且调用bind函数将其绑定到需要（自定义）的端口，然后调用listen函数等待客户连接
特点：客户连接是随机事件，需要某种I/O模型来监听连接。
例子：服务器I/O复用技术之一的select系统调用
（当监听接收到连接 ，服务器用accept来接收，并且分配一个逻辑单元为它服务，（fork系统产生逻辑单元，逻辑单元处理好一切返回给客户端，逻辑单元可以是新创建的子进程，子线程或其他）））

2.接下来就是宅男熟悉的P2P模型

优势：就是去掉通信的中心
特点;就是每台机器在消耗服务的时候也会给别人提供服务
例子：迅雷，云计算机群
问题：主机相互之间很难发现（发现服务器来解决这个问题）
但是本质还是CS，只是一个变相的扩展

I/O处理单元--------》逻辑单元---------》网络存储单元 
中间都是由请求队列（通信方式，一般是永久的tCP连接）

2.1I/O处理单元：管理客户连接的模块，等待并且接受新的连接，接受客户的数据，将服务器的相应的数据返回客户端。数据的收发不一定在这里，也可能在逻辑单元，（取决于事件处理模式）

2.2逻辑单元：分析并且处理数据，然后将结果传递给I/O处理单元或者直接发送给客户端（对于机器群来说，一个逻辑单元也许就是一台逻辑服务器）
2.3.网络储存：可以是数据库，缓存和文件，或者一台服务器（有些是不需要的，如ssh，telnet）
2.4.请求队列：各个单元之间通讯方式的抽象
两个方面：I/O处理单元通知逻辑单元的方式，逻辑单元访问存储单元的机制
这里就会涉及到池的概念，这个TCP理解一般是事先建立好的永久高效的TCP连接

3.I/O模型
3.1阻塞和非阻塞可以用于所有的文件描述符，不仅仅是socket，
3.2阻塞是可能是无法立即完成而被操作系统挂起，知道等待完成事件发生。
3.3非阻塞是系统的调用总是立即返回。，所以如果完成世家没有发生，就会返回和错误一样的标记。（errno可以区分）
要求：我们需要在完成世家发生的情况下，操作非阻塞，才能实现高效率。
例子：I/O复用（最常用的通知机制，还有SIGIO信号）
含义：有个函数叫I/O复用函数，他可以向内核注册一组事件，内核可以将已经完成的事件通知给应用程序。
例子：I/O复用函数：select，poll，epoll_wait
原理：本身每个函数都是阻塞的，但是他们都具有监听多个I/O事件 的能力
备注：SIGIO的信号处理以后再说
备注2：上述的阻塞I/O,I/O复用和信号驱动I/O都是同步I/O模型。
原理：I/O读写操作都是在I/O事件发生之后
异步I/O：（POSIX规范）用户可以直接对I/O进行读写操作，这些操作会告诉用户读写缓冲区的位置，以及操作完成后内核通知应用程序的方式

二者核心区别：同步是用户自己处理I/O操作，异步I.O是内核执行I/O操作。
区别2：同步向应用程序通知二是I/O就绪事件，异步是I/O完成事件。

linux下，aio.h 提供了对异步I/O的支持