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幼麟實驗室 協程, 大丙 I/O多路複用

阿新 • • 發佈：2022-04-15
  • 執行緒是程序中的執行體，協程只有使用者態棧
  • 協程實現了使用者態多工模型
  • 由於現在高併發場景頻繁出現，之前的多程序模型的記憶體資源捉襟見肘
    多程序模型下，核心態與使用者態多次轉換，仍然疲於應對高併發場景
  • socket的所有操作都由os來完成，一個程序每建立一個socket，就會在開啟檔案描述符表中增加一個記錄，返回給應用程式的只有socket描述符，每個TCP socket被建立時，os都會為它建立一個讀緩衝區與一個寫緩衝區要獲得響應資料，就要從讀緩衝區拷貝過來，要通過socket傳送資料，也要把資料拷貝到寫快取區
  • 當執行讀/寫操作的時候，讀/寫緩衝區裡沒有資料，一種方式是執行緒讓出CPU，等到資料就緒且執行緒獲得時間片，就可以繼續執行，這就是阻塞式I/O
    ，就像mutex阻塞式I/O要處理一個socket，就要佔用一個執行緒，一個執行緒處理完一個socket，才能處理下一個，在高併發場景下，會加劇排程開銷
  • 非阻塞式I/O,有點像spinlock，也就是即使緩衝區中沒有資料，也不讓出CPU，而是頻繁的去檢查socket緩衝區是否就緒，這是一種忙等待容易造成空耗CPU，加劇響應延遲
  • I/O多路複用，OS把多個socket加入到監聽集合，這樣就可以通過一次系統呼叫(也就是陷入核心去檢查socket緩衝區)監聽多個socket，有socket就緒了，就可以逐個處理了，這樣就不會為了等待某個socket而阻塞或者是忙等待。linux中有三種I/O多路複用的方式：
    • select
      可以設定要等待的描述符，也可以設定等待超時的時間，如果有準備好的fd或者達到超時時間select函式就會返回，select的函式簽名中的引數表明，其可以監聽讀/寫/異常三類事件，fd_set是一個unigned long型別的陣列一共有16個元素，每個可以儲存64位，也就是一共可以監聽1024個檔案描述符fd，這太少了，而且每次呼叫select都傳遞所有的監聽集合，需要頻繁從使用者態到核心態的資料拷貝，初次之外，即便是存在fd就緒了，也需要遍歷整個監聽集合，這些都很影響效能
      • select跨平臺，可以在W/M/L都可以使用，
    • poll，可以支援的fd數目變多了
    • epoll

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