在網(wǎng)絡(luò)程序里面,通常的來(lái)講都是許多客戶(hù)機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)器.為了處理客戶(hù)機(jī)的請(qǐng)求, 對(duì)服務(wù)端的程序就提出了特殊的要求.咱們學(xué)習(xí)一下目前最經(jīng)常使用的服務(wù)器模型.

循環(huán)服務(wù)器:循環(huán)服務(wù)器在同一個(gè)時(shí)刻只能夠響應(yīng)一個(gè)客戶(hù)端的請(qǐng)求

并發(fā)服務(wù)器:并發(fā)服務(wù)器在同一個(gè)時(shí)刻能夠響應(yīng)多個(gè)客戶(hù)端的請(qǐng)求


9.1 循環(huán)服務(wù)器:

UDP服務(wù)器
UDP循環(huán)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)很是簡(jiǎn)單:
UDP服務(wù)器每次從套接字上讀取一個(gè)客戶(hù)端的請(qǐng)求,處理, 而后將結(jié)果返回給客戶(hù)機(jī).

能夠用下面的算法來(lái)實(shí)現(xiàn).

?? ?socket(...);
?? ?bind(...);
?? ?while(1)
?? ?{
?? ??? ?recvfrom(...);
?? ??? ?process(...);
?? ??? ?sendto(...);
?? ?}

由于UDP是非面向鏈接的,沒(méi)有一個(gè)客戶(hù)端能夠總是占住服務(wù)端. 只要處理過(guò)程不是死循環(huán), 服務(wù)器對(duì)于每個(gè)客戶(hù)機(jī)的請(qǐng)求老是可以知足.

9.2 循環(huán)服務(wù)器:

TCP服務(wù)器
TCP循環(huán)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)也不難:TCP服務(wù)器接受一個(gè)客戶(hù)端的鏈接,而后處理,完成了這個(gè)客戶(hù)的全部請(qǐng)求后,斷開(kāi)鏈接.

算法以下:

socket(...);
bind(...);
listen(...);

while(1)
{
?? ?accept(...);
?? ?while(1)
?? ?{
?? ??? ?read(...);
?? ??? ?process(...);
?? ??? ?write(...);
?? ?}
?? ?close(...);
}

TCP循環(huán)服務(wù)器一次只能處理一個(gè)客戶(hù)端的請(qǐng)求.只有在這個(gè)客戶(hù)的全部請(qǐng)求都知足后, 服務(wù)器才能夠繼續(xù)后面的請(qǐng)求.這樣若是有一個(gè)客戶(hù)端占住服務(wù)器不放時(shí),其它的客戶(hù)機(jī)都不能工做了.所以,TCP服務(wù)器通常不多用循環(huán)服務(wù)器模型的.

9.3 并發(fā)服務(wù)器:???? TCP服務(wù)器
為了彌補(bǔ)循環(huán)TCP服務(wù)器的缺陷,人們又想出了并發(fā)服務(wù)器的模型. 并發(fā)服務(wù)器的思想是每個(gè)客戶(hù)機(jī)的請(qǐng)求并不禁服務(wù)器直接處理,而是服務(wù)器建立一個(gè) 子進(jìn)程來(lái)處理.

算法以下:

?? ?socket(...);
?? ?bind(...);
?? ?listen(...);
?? ?while(1)
?? ?{
?? ??? ?accept(...);
?? ??? ?if(fork(..)==0)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?while(1)
?? ??? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ??? ?read(...);
?? ??? ??? ??? ??? ?process(...);
?? ??? ??? ??? ??? ?write(...);
?? ??? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ??? ?close(...);
?? ??? ??? ??? ?exit(...);
?? ??? ?}
?? ?close(...);
?? ?}

TCP并發(fā)服務(wù)器能夠解決TCP循環(huán)服務(wù)器客戶(hù)機(jī)獨(dú)占服務(wù)器的狀況. 不過(guò)也同時(shí)帶來(lái)了一個(gè)不小的問(wèn)題.
為了響應(yīng)客戶(hù)機(jī)的請(qǐng)求,服務(wù)器要建立子進(jìn)程來(lái)處理. 而建立子進(jìn)程是一種很是消耗資源的操做.

9.4 并發(fā)服務(wù)器:

多路復(fù)用I/O
為了解決建立子進(jìn)程帶來(lái)的系統(tǒng)資源消耗,人們又想出了多路復(fù)用I/O模型.

首先介紹一個(gè)函數(shù)select

int select(int nfds,
?? ??? ?fd_set *readfds,fd_set *writefds,
?? ?? fd_set *except fds,
?? ?? struct timeval *timeout
?? ?? )

void FD_SET(int fd,fd_set *fdset)

void FD_CLR(int fd,fd_set *fdset)

void FD_ZERO(fd_set *fdset)

int FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset)

通常的來(lái)講當(dāng)咱們?cè)谙蛭募x寫(xiě)時(shí),進(jìn)程有可能在讀寫(xiě)出阻塞,直到必定的條件知足.

?好比咱們從一個(gè)套接字讀數(shù)據(jù)時(shí),可能緩沖區(qū)里面沒(méi)有數(shù)據(jù)可讀(通訊的對(duì)方尚未發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)來(lái)),
?這個(gè)時(shí)候咱們的讀調(diào)用就會(huì)等待(阻塞)直到有數(shù)據(jù)可讀.若是咱們不 但愿阻塞,
?咱們的一個(gè)選擇是用select系統(tǒng)調(diào)用.?
?
?只要咱們?cè)O(shè)置好select的各個(gè)參數(shù),那么當(dāng)文件能夠讀寫(xiě)的時(shí)候select回"通知"咱們 說(shuō)能夠讀寫(xiě)了.?
?readfds全部要讀的文件? 文件描述符的集合
writefds全部要寫(xiě)的文件?? 文件描述符的集合

exceptfds其余的服要向咱們通知的文件描述符

timeout超時(shí)設(shè)置.

nfds全部咱們監(jiān)控的文件描述符中最大的那一個(gè)加1

在咱們調(diào)用select時(shí)進(jìn)程會(huì)一直阻塞直到如下的一種狀況發(fā)生.?
1)有文件能夠讀.
2)有文件能夠?qū)?
3)超時(shí)所設(shè)置的時(shí)間到.

為了設(shè)置文件描述符咱們要使用幾個(gè)宏. FD_SET將fd加入到fdset

FD_CLR將fd從fdset里面清除

FD_ZERO從fdset中清除全部的文件描述符

FD_ISSET判斷fd是否在fdset集合中

使用select的一個(gè)例子

int use_select(int *readfd,int n)
{
??? ??? fd_set my_readfd;
??? ??? int maxfd;
??? ??? int i;
??? ????
??? ??? maxfd=readfd[0];
??? ????
??? ??? for(i=1;i<n;i++)
??? ??? {
??? ??? ??? if(readfd[i]>maxfd) maxfd=readfd[i];
??? ??? }
??? ????
??? ????
??? ????
??? ??? while(1)
??? ??? {
??? ??? ??? /* 將全部的文件描述符加入 */
??? ??? ??? FD_ZERO(&my_readfd);
??? ??? ????
??? ??? ??? for(i=0;i<n;i++)
??? ??? ??? FD_SET(readfd[i],*my_readfd);
??? ??? ????
??? ??? ??? /* 進(jìn)程阻塞 */
??? ??? ??? select(maxfd+1,& my_readfd,NULL,NULL,NULL);
??? ??? ????
??? ??? ??? /* 有東西能夠讀了 */
??? ??? ??? for(i=0;i<n;i++)
??? ??? ??? {
??? ??? ??? ??? if(FD_ISSET(readfd[i],&my_readfd))
??? ??? ??? ??? {
??? ??? ??? ??? ??? ??? /* 原來(lái)是我能夠讀了 */
??? ??? ??? ??? ??? ??? we_read(readfd[i]);
??? ??? ??? ??? }
??? ??? ??? }
??? ??? }
}

使用select后咱們的服務(wù)器程序就變成了.


初始話(socket,bind,listen);

while(1)
{
??? ??? 設(shè)置監(jiān)聽(tīng)讀寫(xiě)文件描述符(FD_*);
??? ????
??? ??? 調(diào)用select;
??? ????
??? ??? 若是是傾聽(tīng)套接字就緒,說(shuō)明一個(gè)新的鏈接請(qǐng)求創(chuàng)建
??? ??? {
??? ??? ??? 創(chuàng)建鏈接(accept);
??? ??? ??? 加入到監(jiān)聽(tīng)文件描述符中去;
??? ??? }
??? ??? 不然說(shuō)明是一個(gè)已經(jīng)鏈接過(guò)的描述符
??? ??? {
??? ??? ??? 進(jìn)行操做(read或者write);
??? ??? }

}

多路復(fù)用I/O能夠解決資源限制的問(wèn)題.著模型其實(shí)是將UDP循環(huán)模型用在了TCP上面. 這也就帶來(lái)了一些問(wèn)題.如因?yàn)榉?wù)器依次處理客戶(hù)的請(qǐng)求,因此可能會(huì)致使有的客戶(hù) 會(huì)等待好久.

?并發(fā)服務(wù)器:??????? UDP服務(wù)器
人們把并發(fā)的概念用于UDP就獲得了并發(fā)UDP服務(wù)器模型.?
?并發(fā)UDP服務(wù)器模型實(shí)際上是簡(jiǎn)單的.和并發(fā)的TCP服務(wù)器模型同樣是
?建立一個(gè)子進(jìn)程來(lái)處理的 算法和并發(fā)的TCP模型同樣.

除非服務(wù)器在處理客戶(hù)端的請(qǐng)求所用的時(shí)間比較長(zhǎng)之外,人們實(shí)際上不多用這種模型.

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的服务器编程模型的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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