redis,memcached,nginx網(wǎng)絡(luò)組件

網(wǎng)絡(luò)編程主要關(guān)注3個(gè)半事件:連接建立(client連接/連接第三方服務(wù));連接斷開(kāi),消息達(dá)到,消息發(fā)送完畢。

TCP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模型,redis,nginx,memcached

1 阻塞,非阻塞區(qū)別:

  • 阻塞io阻塞在哪? 阻塞在網(wǎng)絡(luò)線程
  • 什么決定阻塞?fcntl函數(shù)設(shè)置阻塞
  • 具體內(nèi)部差異: 網(wǎng)絡(luò)io分為兩個(gè)流程,數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段(網(wǎng)卡拷貝到內(nèi)核空間),數(shù)據(jù)拷貝階段(內(nèi)核空間拷貝到用戶空間),非阻塞是在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段返回,但是在第二個(gè)階段也還是阻塞的。

2 epoll

為何又多路復(fù)用?用一個(gè)線程檢查多個(gè)io事件。

水平觸發(fā):io即可是阻塞也可以是非阻塞
邊沿觸發(fā):只能是非阻塞

流程圖:

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epoll數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):

struct eventpoll { 
    // ... 
    struct rb_root rbr; // 管理 epoll 監(jiān)聽(tīng)的事件
    struct list_head rdllist; // 保存著 epoll_wait 返回滿?條件的事件 
     // ...
}; 

struct epitem { 
    // ... 
    struct rb_node rbn; // 紅?樹(shù)節(jié)點(diǎn) 
    struct list_head rdllist; // 雙向鏈表節(jié)點(diǎn) 
    struct epoll_filefd ffd; // 事件句柄信息 
    struct eventpoll *ep; // 指向所屬的eventpoll對(duì)象 
    struct epoll_event event; // 注冊(cè)的事件類型 
    // ...
};  

struct epoll_event { 
    __uint32_t events; 
    epoll_data_t data; // 保存 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)
};  
typedef union epoll_data { 
    void *ptr; 
    int fd; 
    uint32_t u32; 
    uint64_t u64;
}epoll_data_t;

接口

int epoll_create(int size);

size參數(shù)告訴內(nèi)核這個(gè)epoll對(duì)象會(huì)處理的事件?致數(shù)量,?不是能夠處理的事件的最?數(shù)。在現(xiàn)在linux版本中,這個(gè)size參數(shù)已經(jīng)沒(méi)有意義了;返回:epoll對(duì)象句柄;之后針對(duì)該epoll的操作需要通過(guò)該句柄來(lái)標(biāo)識(shí)該epoll對(duì)象;

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event* event);

收集 epoll 監(jiān)控的事件中已經(jīng)發(fā)?的事件,如果 epoll 中沒(méi)有任何?個(gè)事件發(fā)?,則最多等待 timeout 毫秒后返回。返回:表示當(dāng)前發(fā)?的事件個(gè)數(shù)返回0表示本次沒(méi)有事件發(fā)?;返回-1表示出現(xiàn)錯(cuò)誤,需要檢查errno錯(cuò)誤碼判斷錯(cuò)誤類型。
events 這個(gè)數(shù)組必須在?戶態(tài)分配內(nèi)存,內(nèi)核負(fù)責(zé)把就緒事件復(fù)制到該數(shù)組中;maxevents 表示本次可以返回的最?事件數(shù)?,?般設(shè)置為 events 數(shù)組的?度;timeout表示在沒(méi)有檢測(cè)到事件發(fā)?時(shí)最多等待的時(shí)間;如果設(shè)置為0,檢測(cè)到rdllist為空?刻返回;如果設(shè)置為-1,?直等待;

原理圖

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reactor

定義:
組成:?阻塞的io + io多路復(fù)?;
特征:基于事件循環(huán),以事件驅(qū)動(dòng)或者事件回調(diào)的?式來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯;
表述:將連接的io處理轉(zhuǎn)化為事件處理;

單reactor模型

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代表:redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù) 操作redis當(dāng)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
redis 6.0 多線程

單reactor模型 + 任務(wù)隊(duì)列 + 線程池

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代表 skynet

多reactor

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應(yīng)用: memcached accept(fd, backlog) one eventloop per thread

多進(jìn)程

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nginx

多reactor + 消息隊(duì)列 + 線程池

業(yè)務(wù)場(chǎng)景中比較多 網(wǎng)絡(luò)密集型 + 業(yè)務(wù)密集型

tcp轉(zhuǎn)態(tài)圖

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epoll處理細(xì)節(jié)

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