9并发服务器.ppt

单线程的ECHO服务器 TCPmechod.c page118 在熟知端口上打开一个被动套接字 使用系统函数getdtablesize来决定描述符最大个数 使用FD_ZERO和FD_SET创建一个比特向量，对应于希望测试的套接字描述符 select等待一个或者多个描述符就绪 FD_ISSET测试哪个描述符就绪 FD_CLR关闭连接后，从描述符组中删除 小结 并发服务器通常是数据驱动的，不是下层操作系统中的时间分片机制驱动的 服务处理很少的情况下，单线程应用异步I/O管理多个连接，和多线程实现一样高校 单线程实现中，一个执行线程完成了主线程和从线程的职责 一组描述符表 使用select函数 ECHO服务器的例子 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 《计算机通信与网络编程》 第九讲 并发服务器 电子科技大学计算机学院 并发服务器概述 并发的面向连接的服务器 采用算法8.4的最常用的服务器设计 主服务器进程在机器启动的时候自动一直运行，对每个客户的新连接创建一个新的从线程/进程进行处理 并发ECHO的例子 多线程设计的并发服务器 单线程的并发服务器 并发ECHO 功能：客户打开到某个服务器的连接，然后在该连接上重复发送数据，并读取从服务器返回的回显，服务器响应每个客户，接受连接，读取来自该客户的数据，并原样返回给客户。 服务器在发送响应前并非读取全部输入，只是交替读写 服务器在遇到文件结束的条件后，关闭连接 循环与并发实现的比较 如果使用循环服务器实现 某些客户可能发送大量的数据，导致其他的客户延迟 使用并发服务器实现 避免了长时间的延迟，不允许单个客户占用所有的资源 使服务器与许多客户同时进行通信 客户感觉服务器提供了较短的响应时间 进程结构 服务器包括一个主进程，以及零个或者多个从进程。每个进程一个线程 主服务器使用accept阻塞调用，节约CPU资源，连接到来的时候，accept马上返回。 用于单个连接的套接字 用于连接请求的套接字 主进程 从进程1 从进程2 从进程3 操作系统 服务器应用进程（或线程） 循环的面向连接服务器 进程结构 用于连接请求的套接字 服务器 操作系统 服务器应用进程 用于单个连接的套接字 并发ECHO服务器举例 #include 语句 变量定义，宏定义，函数声明 主函数 参数处理 建立被动套接字 循环等待连接，如果有新连接，则fork一个新的进程，调用TCPechod进行处理 TCPechod函数 处理echo服务 信号概念 信号UNIX系统所使用的最古老的进程通信方法 系统用信号通知一个或多个进程异步事件的发生 内核-进程 或者 进程-进程 不能直接携带信息，一般用作非正常情况处理 信号定义： SIGHUP/SIGINT/SIGQUIT/SIGCHLD/…… SIGCHLD:子进程结束信号 signal( )系统调用：将指定的处理函数和信号相关联 清除游离进程 使用fork的服务器动态生成进程，可能导致不完全的进程终止 linux在一个子进程退出的时候，会给父进程一个信号（signal) 正在退出的进程保持僵尸状态，直到父进程执行wait3系统调用为止 signal（SIGCHLD, reaper)主服务器进程收到子进程退出信号的时候，执行函数reaper 函数reaper调用函数wait3完成子进程的终止并退出。 参数WNOHANG指明wait3不要为了进程退出而阻塞等待 多进程并发服务器 特点：连接请求触发创建新的进程，关闭连接触发进程的退出； 优点： 并发服务多个客户； 结构清晰，编程容易； 缺点： 上下文切换开销大； 并发度不高； 小结 面向连接的并发技术 使用多进程的方式实现：fork 主进程的线程永远不会和任何客户打交道，只接受连接，创建一个从进程处理各个连接 从进程从主进程调用fork后立即执行 主进程关闭新连接所用的描述符的副本 从进程关闭主描述符的副本 使用线程来实现并发 一个进程中有一个或者多个线程 linux中的线程符合POSIX线程标准，1003.1c linux中线程的特点 动态创建：pthread_create，具有上限 并发执行：多处理机上可以并行 抢先：系统自动在多个线程中调动CPU资源 私有局部变量：每个线程有自己的私有堆栈 共享全局变量：一个进程的所有线程共享全局变量 共享文件描述符：一个进程内的所有线程共享一组文件描述符 协调和同步函数：具有线程协调和同步执行的函数 线程的优点 多线程的进程和单线程的进程比较 更高的效率：上下文交换的额外开销减少 上下文交换：线程切换需要执行的指令 同一进程中的两个线程比不同进程中的两个线程切换要快