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  • LINUX环境并发服务器的三种实现模型

    服务器设计技术有很多,按使用的协议来分有TCP服务器和UDP服务器。按处理方式来分有循环服务器和并发服务器。

    循环服务器与并发服务器模型

    在网络程序里面,一般来说都是许多客户对应一个服务器,为了处理客户的请求,对服务端的程序就提出了特殊的要求。

    目前最常用的服务器模型有:

    ·循环服务器:服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求

    ·并发服务器:服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求

    1.1 UDP循环服务器的实现方法:

    UDP循环服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求->处理->然后将结果返回给客户机。

    因为UDP是非面向连接的,没有一个客户端可以老是占住服务端。只要处理过程不是死循环,服务器对于每一个客户机的请求总是能够满足。

    UDP循环服务器模型为:

    socket(...);

    bind(...);

    while(1)
    {

       recvfrom(...);

       process(...);

       sendto(...);
    }

    1.2 TCP循环服务器的实现方法

    TCP循环服务器接受一个客户端的连接,然后处理,完成了这个客户的所有请求后,断开连接。TCP循环服务器一次只能处理一个客户端的请求,只有在这个客户的所有请求满足后,服务器才可以继续后面的请求。如果有一个客户端占住服务器不放时,其它的客户机都不能工作了,因此,TCP服务器一般很少用循环服务器模型的。

    TCP循环服务器模型为:

    socket(...);

    bind(...);

    listen(...);

    while(1)
    {

       accept(...);

       process(...);

       close(...);
    }

    2 三种并发服务器实现方法

    一个好的服务器,一般都是并发服务器。并发服务器设计技术一般有:多进程服务器、多线程服务器、I/O复用服务器等。

    2.1 多进程并发服务器

    在Linux环境下多进程的应用很多,其中最主要的就是网络/客户服务器。多进程服务器是当客户有请求时 ,服务器用一个子进程来处理客户请求。父进程继续等待其它客户的请求。这种方法的优点是当客户有请求时 ,服务器能及时处理客户 ,特别是在客户服务器交互系统中。对于一个 TCP服务器,客户与服务器的连接可能并不马上关闭 ,可能会等到客户提交某些数据后再关闭 ,这段时间服务器端的进程会阻塞 ,所以这时操作系统可能调度其它客户服务进程。比起循环服务器大大提高了服务性能。

    TCP多进程并发服务器

    TCP并发服务器的思想是每一个客户机的请求并不由服务器直接处理,而是由服务器创建一个子进程来处理。

    socket(...);

    bind(...);

    listen(...);

    while(1)
    {

       accpet(...);

       if(fork(...) == 0)
       {

        process(...);

        close(...);

        exit(...);
       }
       close(...);
    }

    2.2多线程服务器

    多线程服务器是对多进程的服务器的改进 ,由于多进程服务器在创建进程时要消耗较大的系统资源 ,所以用线程来取代进程 ,这样服务处理程序可以较快的创建。据统计 ,创建线程与创建进程要快 10100 倍 ,所以又把线程称为“轻量级”进程。线程与进程不同的是:一个进程内的所有线程共享相同的全局内存、全局变量等信息。这种机制又带来了同步问题。以下是多线程服务器模板:

    socket(...);

    bind(...);

    listen(...);

    while(1)
    {

       accpet(...);

       if((pthread_create(...))!==-1)
       {

         process(...);

         close(...);

         exit(...);
       }
       close(...);
    }

    2.3 I/O复用服务器

    I/ O复用技术是为了解决进程或线程阻塞到某个 I/ O系统调用而出现的技术 ,使进程不阻塞于某个特定的I/ O系统调用。它也可用于并发服务器的设计,常用函数select poll来实现

    socket(...);

    bind(...);

    listen(...);

    while(1)
    {

      if(select(...)>0)

       if(FD_ISSET(...)>0)

            {

    accpet(...);

                process(...);

    }

       close(...);
    }

    以上都是TCP服务器端的程序,TCP客户端的程序可以通用:

    socket(...);

    connect(...);

    listen(...);

    process(...);

    close(...);

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