多线程服务器的常见编程模型

多线程服务器的常见编程模型

IO Models

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A ->[tcp send buffer] --->[tcp recv buffer]-> B

Blocking IO : A send data 发送缓冲区满或 B recv data接收缓冲区空 会阻塞当前线程

NonBlocking IO: 和Blocking IO不同的是，send或者recv直接返回错误（需要轮询调用）

IO Multiplexing:通过Select/Poll/Epoll等系统调用监控多个连接上的读写事件

Thread Models

Blocking IO + One Thread Per Connection

• Acceptor -> [New Thread]
• 频繁创建销毁线程的时间开销，线程之间的切换也会有大量开销
• 创建大量线程会消耗完系统内存

Blocking IO + Thread Pool (Tomcat BIO)

• Acceptor -> worker thread pool
• 适合短连接，并发数有限

IO Multiplexing + Thread Pool (Tomcat NIO)

• Acceptor->[event queue]->Poller(select/poll/epoll)->worker(one of Thread Pool)

IO Multiplexing + One Thread One Loop *

• 线程数目基本固定
• 高并发

One Thread One Loop思想

一个线程一个循环流程

Loop结构

void CReactor::Run()
{
    //线程退出标志
    m_bShouldRun = true;
    while(m_bShouldRun)
    {
        //处理其他的任务
        handle_other_task();
        //利用select/pool/epoll等I/O多路复用监听各个连接（fd)的读写事件
        select_or_epoll_function();
        //处理各个连接(fd)的读写事件
        handle_io_event();
        //处理定时器
                check_timer();
        //处理同步或者异步事件
        dispatch_event();
    }
}

线程分工（front）

front线程交互

AcceptReactor

1、监听是否有新的客户端连接（Listenfd上是否有读事件发生）。

2、有新连接则生成新连接的socket（clientfd)，并将该socket传递给frontReactor。

Q:线程之间如何传递？

SendEvent Or PostEvent

Q:新连接分配策略？

Round Robin（轮询） 缺点：负载均衡有点问题

TresultReactor

1、订阅tserver发布的流水，接收到流水中的XTP报文，存到TradeResult（CachedFlow）中。

FrontReactor

1、通过Epoll或者Select系统调用监听该线程所负责Socket连接上的读写事件

2、收包（收网络数据，放缓冲区，解包并处理） 发包（....）

3、从TradeResult（cachedFlow）中读取从tserver发布的XTP报文，并处理。

Q:TresultReactor放到TradeResult流中数据，怎么及时让FrontReactor来处理呢？（效率问题）

    int nfds = epoll_wait(m_fdEpoll, events, EPOLL_MAX_EVENTS, timeout);

1、timeout设置为0

如果handleothertask没有事做，同时socket没有IO读写事情，线程空转，浪费CPU时间片。

2、timeout设置为10ms

如果没有网络IO时间发生，epoll_wait需要挂起timeout时间才能返回，这样当有其他任务发生，handle_other_task()就会延时处理，TradeResultFlow交易结果流中的数据，frontReactor不能及时处理。

解决方案：

创建eventfd（唤醒fd），并把eventfd绑定到epollfd中，当我们想唤醒直接去执行handle_other_task()时，往eventfd中写入一个字节，该eventfd就变成可读，epoll_wait就立马返回，接下来就可以处理handle_other_task()里面的任务了。