線程和IO複用模型簡述

1、進程&&線程

  1.進程模型

    (1) 單進程模型：一個進程響應多個請求

容易形成請求的阻塞

    (2) 多線程模型：每一個進程響應一個請求

進程量大，進切換次數過多

每一個進程地址空間獨立，不少空間是重複的數據，因此內存使用率低

  2.線程模型(thread)

        LWP：light Weight Process

       在Linux上稱爲輕量級進程；是進程內部的自運行單位，在Linux上表現形式和進程同樣，佔用一個端口，但管理方式不一樣

       多核CPU使用下，線程的優點才能發揮，並行執行線程，更好的分配系統資源，減小切換次數，但須要多線程編程

       線程切換過快會形成線程抖動

    (1) 單進程多線程模型

每一個線程響應一個請求，線程間依然切換，可是切換輕量級

同一進程管理下的線程能夠共享進程的諸多資源，例如多個用戶對同一文件的訪問

對內存的需求較之進程模型下降

    (2) 多進程多線程模型

多個進程，分批管理線程；例如每一個進程管理1000個線程，這樣在每一個進程內部的線程資源爭用不會太嚴重

多核心CPU的狀況下，能夠作CPU親和性綁定(進程綁定)，每一個進程內線程切換

    (3) 多線程

N個請求，一個線程響應多個請求

 

 

 

2、I/O模型

  1.IO動做執行

      進程沒法直接操做IO設備，必須經過系統調用請求內核來協助，內核會爲你每一個IO設備維護提供有一個buffer

對於輸入而言其等待時間：wait + copy

  2.I/O類型

    (1)同步和異步：synchronous, asyncrhonous

           關注的是消息通知機制

        1)同步：調用發出不會當即返回，但一旦返回就能夠返回最終結果；

        2)異步：調用發出以後，被調用方當即返回消息，但返回的非最終結果；被調用者經過狀態、通知機制來通知調者，或經過回調函數來處理結果；

    (2)阻塞和非阻塞：block, nonblock

            關注的是調用者等待被調用者返回調用結果時的狀態

        1)阻塞：調用結果返回以前，調用者（調用線程）會被掛起；調用者只有在獲得結果以後纔會返回；

        2)非阻塞：調用結果返回以前，調用不會阻塞當前線程；

  3.I/O模型

       blocking IO：阻塞式IO

       nonblocking IO：非阻塞式IO

       IO multiplexing：複用型IO

       signal driven IO：事件驅動型IO

       asyncrhonous IO：異步IO(不致使進程阻塞)

 

 

 

3、Apache httpd多路模塊

    httpd是一個重量級別web服務器，支持的功能模塊多

  1.prefork：多進程模型

一個進程響應一個請求；內核select()調用算法最多並行處理1024個請求

主進程，生成多個子進程，每一個子進程處理一個請求

  2.worker：多進程多線程模型

一個線程響應一個請求；內核調用select()模型

主進程，生成多個子進程，每一個子進程生成多個線程，每一個線程響應一個請求

           只能看到主控進程和對應進程，每一個進程速歐開啓的線程是基於線程庫研發，每一個線程響應一個用戶請求，線程沒法用ps顯示，生成子進程處理，併發響應能力差，可是很穩定，進程間的影響小

  3.event：事件驅動模型

狀態轉換通知，一個進程響應n個請求；內核調用epoll()

主進程，生成多個子進程，每一個子進程響應多個請求

單進程多請求，併發響應強，佔用資源少

    觸發機制：水平觸發(屢次通知)、邊緣觸發(僅一次通知機制)

 

 

 

4、Apache httpd和Nginx對比

  1.Nginx

輕量級web服務器，其相對於apache佔用更少的內存及資源

nginx 處理請求是異步非阻塞的，而，在高併發下nginx 能保持低資源低消耗高性能

高度靜態模塊化的設計，在1.9版本以前不可以動態加載模塊

epoll and kqueue 做爲開發模型

支持熱部署，平滑升級

 

  2.Apache httpd

重量級web服務器，支持衆多模塊

httpd處理請求是阻塞型

bug相對於nginx少，穩定輕強

 

  注意：

    1) epoll(freebsd是kqueue)網絡IO模型是nginx處理大量靜態服務時才能提供高web性能

         nginx使用資源少，支持併發鏈接數量衆多。可以支持高達 50,000 個併發鏈接數的響應

    2) apache是同步多進程模型，一個鏈接對應一個進程；nginx是異步的，多個鏈接（萬級別）能夠對應一個進程

    3) nginx的負載能力比apache高不少

    4) nginx處理靜態文件好,耗費內存少，可是處理動態請求不行，通常動態請求要apache去作，nginx只適合靜態和反向

    5) 在靜態文件處理、PHP-CGI的支持、反向代理功能、前端Cache、維持鏈接等方面nginx優於apcche httpd，可是在Apache+PHP（prefork）模式下，若是PHP處理慢或者前端壓力很大的狀況下，很容易出現Apache進程數飆升，從而拒絕服務的現象。