这里我将对比一下常见的多路复用技术:select、poll、epoll、kqueue 和 IOCP(Windows)。
作者:jaydenwen,腾讯 pcg 后台开发工程师 在互联网中提起网络,我们都会避免不了讨论高并发、百万连接。而此处的百万连接的实现,脱离不了网络 IO 的选择,因此本文作为一篇个人学习的笔记,特此进行记录一下整个网络 IO 的发展演变过程。以及目前广泛使用的网络模型。 1.网络 IO 的发展 在本节内容中,我们将一步一步介绍网络 IO 的演变发展过程。介绍完发展过程后,再对网络 IO 中几组容易混淆的概念进行对比、分析。 1.1 网络 IO 的各个发展阶段 通常,我们在此讨论的网络 IO 一
近些年,随着互联网的大发展,高并发服务器技术也快速进步,从简单的循环服务器模型处理少量网络并发请求,演进到解决C10K,C10M问题的高并发服务器模型。本文结合自己的理解,主要以TCP为例,总结了几种常见的网络服务器模型的实现方式,优缺点,以及应用实例。
同步阻塞IO在等待数据就绪上花去太多时间,而传统的同步非阻塞IO虽然不会阻塞进程,但是结合轮询来判断运维
select的本质是采用32个整数的32位,即32*32= 1024来标识,fd值为1-1024。当fd的值超过1024限制时,就必须修改FD_SETSIZE的大小。这个时候就可以标识32*max值范围的fd。
什么是epoll epoll是什么?按照man手册的说法:是为处理大批量句柄而作了改进的poll。当然,这不是2.6内核才有的,它是在2.5.44内核中被引进的(epoll(4) is a new API introduced in Linux kernel 2.5.44),它几乎具备了之前所说的一切优点,被公认为Linux2.6下性能最好的多路I/O就绪通知方法。 epoll的相关系统调用 epoll只有epoll_create,epoll_ctl,epoll_wait 3个系统调用。 1. int ep
一位工作5年的小伙伴面试时被问到IO相关的问题,说,谈谈你对IO多路复用机制的理解。当时他说只是听过多路复用,具体细节没有了解过。今天,我给大家分享一下我的理解。
总之,这些是用于编程的工具和库,用于高效地处理多个 I/O 操作,特别是在网络通信的背景下。Select 和 poll 是较旧、性能较低的选项,而 epoll 是一种高性能的替代方案。Libevent 是一个库,简化了使用这些机制的工作,同时提供了跨不同平台的可移植性。
Tornado是一种 Web 服务器软件的开源版本。Tornado 和主流Web 服务器框架(包括大多数 Python 的框架)有着明显的区别 它是非阻塞式服务器,而且速度相当快
当用户线程调用了 read 系统调用,内核(kernel)就开始了 IO 的第一个阶段:准备数据。很多时候,数据在一开始还没有到达(比如,还没有收到一个完整的Socket数据包),这个时候 kernel 就要等待足够的数据到来。
之前写了篇文章 C语言网络编程-tcp服务器实现 里面有讲到了select模型以及epoll模型的区别,但是没有讲到各自的优缺点
例如:当进程需要操作多个IO相关描述符时,服务器程序要同时查看监听socket和大量业务socket是否有数据到来,需要内核能够监控许多描述符,一旦这些描述符就绪就主动告诉进程哪些描述符就绪,站在进程的角度上,就不需要挨个查看每个文件的描述符。
在Linux网络编程中,常常使用select和poll来做事件触发,监听socket的读写状态,然后进行读写操作。现在新的linux内核中,增加了epoll事件触发机制,具有更高的性能和更好的设计理念,可以用它来完全代替select和poll。相比于select,epoll最大的好处在于它不会随监听fd数目的增长而降低效率。因为在内核总的select实现中,它是采用轮询来处理的,轮询的fd数目越多,自然耗时越多。并且,在linux/posix_types.h头文件中有这样的声明: [cpp] view pl
摘要 关于epoll的问题很早就像写文章讲讲自己的看法,但是由于ffrpc一直没有完工,所以也就拖下来了。Epoll主要在服务器编程中使用,本文主要探讨服务器程序中epoll的使用技巧。Epoll一般和异步io结合使用,故本文讨论基于以下应用场合: 主要讨论服务器程序中epoll的使用,主要涉及tcp socket的相关api。 Tcp socket 为异步模式,包括socket的异步读写,以及监听的异步操作。 本文不会过多讨论API的细节,而是专注流程与设计。 Epoll 的io模型 Epol
一、linux网络IO模型:linux将所有外部设备都当作文件处理,对一个文件的读写操作通过调用内核命令执行,返回一个file descriptor(fd 文件描述符),而对于一个socket也有对应的socketFD,描述符是一个数字,指向内核中的一个结构体(文件路径,数据区属性等)。
服务器端编程,经常需要构造高性能的网络应用,需要选用高性能的IO模型,这也是通关大公司面试必备的知识。
章节目录 I/O复用 IO多路复用 多路复用-select、epoll select epoll 优缺点总结 linux 更改文件描述符大小的命令 - 面试会问 I/O复用 什么是I/O复用 I/O复用 解决的是并发性请求的问题。 处理多个并发请求,要产生多个I/O流来进行系统内核数据的读取。 常用的两种处理方式是串行,前一个阻塞,后面无法继续进行处理、并行处理请求-实现最大并发和吞吐。 I/O复用定义为:一个socket作为复用来完成整个I/O流的请求链接建立,处理请求则采用多线程。 IO多路复用 普通版
select本质上是通过设置或检查存放fd标志位的数据结构进行下一步处理。 这带来缺点:
redis 是一个单线程却性能非常好的内存数据库, 主要用来作为缓存系统。 redis 采用网络IO多路复用技术来保证在多连接的时候, 系统的高吞吐量。 为什么 Redis 中要使用 I/O 多路复用这种技术呢? 首先,Redis 是跑在单线程中的,所有的操作都是按照顺序线性执行的,但是由于读写操作等待用户输入或输出都是阻塞的,所以 I/O 操作在一般情况下往往不能直接返回,这会导致某一文件的 I/O 阻塞导致整个进程无法对其它客户提供服务,而 I/O 多路复用就是为了解决这个问题而出现的。 redis的io模型主要是基于epoll实现的,不过它也提供了 select和kqueue的实现,默认采用epoll。 那么epoll到底是个什么东西呢? 其实只是众多i/o多路复用技术当中的一种而已,但是相比其他io多路复用技术(select, poll等等)。
http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/8930668 (排名100多bolg写的很好)
epoll 可以说是编写高性能服务端程序必不可少的技术,在介绍 epoll 之前,我们先来了解一下 多路复用I/O 吧。
ngxin 相对于 apache 来说,占用资源更少,这是高度模块化设计的优势。 nginx 模块编写相对简单,各种高性能模块在社区上频繁亮相。 由于 apache 是同步多进程模型,每个连接对应一个进程,而 nginx 是异步非阻塞模型,因此在资源消耗和并发能力上都优于 apache,而 apache 不仅因为在连接量大时需要为每个连接提供一个处理进程而需要消耗大量资源,进程的创建和销毁也会伴随着较大的代价。 当然了,apache 的 prefork 机制在一定程度上缓解了这个问题。
很多的小伙伴,被java IO 模型,搞得有点儿晕,一会儿是4种模型,一会儿又变成了5种模型。
1 C10K问题 大家都知道互联网的基础就是网络通信,早期的互联网可以说是一个小群体的集合。互联网还不够普及,用户也不多。一台服务器同时在线100个用户估计在当时已经算是大型应用了。所以并不存在什么C10K的难题。互联网的爆发期应该是在www网站,浏览器,雅虎出现后。最早的互联网称之为Web1.0,互联网大部分的使用场景是下载一个Html页面,用户在浏览器中查看网页上的信息。这个时期也不存在C10K问题。 Web2.0时代到来后就不同了,一方面是普及率大大提高了,用户群体几何倍增长。另一方面是互联网不再是单
传统的IO模型了处理一个Get请求,需要监听客户端请求(bind/listen),和客户端建立连接(accept),从 socket中读取请求(recv),解析客户端发送请求(parse),根据请求类型读取键值数据(get),最后给客户端返回结果即向 socket中写回数据(send);
我们知道Tornado 优秀的大并发处理能力得益于它的 web server 从底层开始就自己实现了一整套基于 epoll 的单线程异步架构,其他 web 框架比如Django或者Flask的自带 server 基本是基于 wsgi 写的简单服务器,并没有自己实现底层结构。而tornado.ioloop 就是 tornado web server 最底层的实现。
因为项目需要,接触和使用了Netty,Netty是高性能NIO通信框架,在业界拥有很好的口碑,但知其然不知其所以然。
socket编程的demo中使用的都是最基本的,但是一般不会真正用在项目中的代码。而实际项目中,需要面临复杂多变的需求环境,比如有多个socket连接,或者服务需要监听的时候,可能有很多socket连接进来。面对这种情况,最直接最简单的想法是,一个socket连接创建一个线程去处理。当然,在socket连接数较少的情况下,这种方式无可厚非,但是如果连接数量较大,就会出现意外情况。
系列文章:http://www.jianshu.com/p/594441fb9c9e
它仅仅知道了,有I/O事件发生了,却并不知道是哪那几个流(可能有一个,多个,甚至全部),我们只能无差别轮询所有流,找出能读出数据,或者写入数据的流,对他们进行操作。所以select具有O(n)的无差别轮询复杂度,同时处理的流越多,无差别轮询时间就越长。
流指的是可以进行I/O操作的内核对象,例如: 文件,管道和套接字等,流的入口就是文件描述符fd。
linux系统也是一种应用,它是基于计算机硬件的一种操作系统软件。当我们接收一次网络传输,计算机硬件的网卡会从网络中将读到的字节流写到linux的buffer缓冲区内存中,然后用户空间会调用linux对外暴露的接口,将linux中的buffer内存中的数据再读取到用户空间。这一次读操作就是一次IO。同样写也是这样的。
对于服务器的并发处理能力,我们需要的是:每一毫秒服务器都能及时处理这一毫秒内收到的数百个不同TCP连接上的报文,与此同时,可能服务器上还有数以十万计的最近几秒没有收发任何报文的相对不活跃连接。同时处理多个并行发生事件的连接,简称为并发;同时处理万计、十万计的连接,则是高并发。服务器的并发编程所追求的就是处理的并发连接数目无限大,同时维持着高效率使用CPU等资源,直至物理资源首先耗尽。
从基础讲起,IO的原理和模型是隐藏在编程知识底下的,是开发人员必须掌握的基础原理,是基础的基础,更是通关大厂面试的必备知识。
今天转载了一篇文章,对如上标题分析的很到位(很容易理解) 这个观点,阿铭不是绝对地赞同。原因如下: 1 如果网站为php站点,抛除静态的页面、图片之类的请求,单纯说php脚本这种请求,无论是apache还是nginx,性能旗鼓相当。因为,这种动态的请求,瓶颈不在web server本身上,而是在php连接的后端MySQL上,MySQL查询有性能问题,nginx跑再快也是没有任何意义的。就好比一台服务器cpu配置很高,但是磁盘比较差,那这个牛逼的cpu就没有啥意义了。 2 apache在最新版的2.4默认使
在Linux系统编程中,IO流(Input/Output Streams)是一个非常重要的概念。高级IO流是基于基本IO操作(如read、write等)之上的扩展,提供了更强大的功能和更高效的操作方式。本文将深入探讨Linux中的高级IO流,重点介绍其原理和使用方法,并提供相应的C++代码示例。
redis是单线程的(不严谨的讲法的哈),为什么还这么快,很多人相信会回答因为redis是基于内存操作的, 内存的读写速度是非常快的。答到这,逼格还是不够高的,基于内存是一方面,但还有一个关键点是:redis采用了多路复用技术,今天我们就来聊聊这个点。
一 概念理解 在进行网络编程时,我们常常见到同步(Sync)/异步(Async),阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式: 同步: 所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不会返回。按照这个定义,其实绝大多数函数都是同步调用。但是一般而言,我们在说同步、异步的时候,特指那些需要其他部件协作或者需要一定时间完成的任务。 举例: 1. multiprocessing.Pool下的apply #发起同步调用后,就在原地等着任务结束,根本不考虑任务是在计算还是在io
在linux的网络编程中,非常长的时间都在使用select来做事件触发。在linux新的内核中,有了一种替换它的机制,就是epoll。 相比于select,epoll最大的优点在于它不会随着监听fd数目的增长而减少效率。由于在内核中的select实现中,它是採用轮询来处理的,轮询的fd数目越多,自然耗时越多。而且,在linux/posix_types.h头文件有这种声明:
网络I/O,可以理解为网络上的数据流。通常我们会基于socket与远端建立一条TCP或者UDP通道,然后进行读写。单个socket时,使用一个线程即可高效处理;然而如果是10K个socket连接,或者更多,我们如何做到高性能处理?
在现代计算机系统中,I/O操作是非常重要的一部分,它们通常包括读取或写入文件、网络通信等。然而,由于I/O操作通常涉及到硬件设备,其速度远远低于CPU和内存的处理速度,因此,如何高效地处理I/O操作,是一个重要的问题。
程序员:假如我们执行A,B两个IO操作的时候,如果必须等待A完成后才能执行B那么这个就是
epoll的监控原理:异步阻塞操作 监控由系统完成,用户添加的描述符以及对应事件结构体会被添加到内核的eventpoll结构体中的红黑树中 一旦发起调用开始监控,则操作系统为每个操作符的事件做了一个回调函数,功能室当描述符就绪了关心的事件,则将描述符对应的事件结构体添加到双向链表中 进程自身,只是每隔一段时间,判断双向链表是否为NULL,决定是否有就绪 4.进程遍历获取evs中就绪的事件结构体信息,针对其中的events就绪时间对data.fd进行相应操作
I/O多路复用就是通过一种机制,可以同时监视多个描述符,一旦某个描述符就绪(一般是读就绪或者写就绪),能够通知程序进行相应的读写操作。
Linux平台上传统的I/O复用模型有select和poll模型,但二者在解决大量并发请示时却表现不佳。与select/poll相比,epoll的优点体现在以下三个方面:
最近有小伙伴拿到了一线互联网企业如美团、拼多多、极兔、有赞、希音的面试资格,遇到一几个很重要的面试题:
由于笔者在之前发布的一文玩转NGINX中提到过I/O复用模型,在此另起一篇文章简述相关技术。
很多人说BIO不好,会“block”,但到底什么是IO的Block呢?考虑下面两种情况:
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