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高并发服务器开发与配置( 四 )

高并发服务器


1.为什么是epoll ， 而不是select？
（1）epoll支持在一个用户进程内打开最大系统限制的文件描述符select 最不能忍受的是一个进程所打开的FD是有一定限制的 ， 由FD_SETSIZE设置 ， 默认值是1024 。对于那些需要支持的上万连接数目的IM服务器来说显然太少了 。这时候一般有2种选择：一是可以选择修改这个宏然后重新编译内核 ， 不过资料也同时指出这样会带来网络效率的下使用epoll进行高性能网络编程 降 ， 二是可以选择多进程的解决方案（传统的Apache方案） ， 不过虽然linux上面创建进程的代价比较小 ， 但仍旧是不可忽视的 ， 加上进程间数据同步远比不上线程间同步的高效 ， 所以也不是一种完美的方案 。不过 epoll则没有这个限制 ， 它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目 ， 这个数字一般远大于2048,举个例子 ， 在1GB内存的机器上大约是10万左右 ， 具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max查看 ， 一般来说这个数目和系统内存关系很大 。
（2）epoll的IO读取效率不随FD数目增加而线性下降传统的select/poll另一个致命弱点就是当你拥有一个很大的socket集合 ， 不过由于网络延时 ， 任一时间只有部分的socket是“活跃”的 ， 但是select/poll每次调用都会线性扫描全部的集合 ， 导致效率呈现线性下降 。但是epoll不存在这个问题 ， 它只会对“活跃”的socket进行操作---这是因为在内核实现中epoll是根据每个fd上面的callback函数实现的 。那么 ， 只有“活跃”的socket才会主动的去调用 callback函数 ， 其他idle状态socket则不会 ， 在这点上 ， epoll实现了一个“伪”AIO ， 因为这时候推动力在os内核 。在一些 benchmark中 ， 如果所有的socket基本上都是活跃的---比如一个高速LAN环境 ， epoll并不比select/poll有什么效率 ， 相反 ， 如果过多使用epoll_ctl,效率相比还有稍微的下降 。但是一旦使用idle connections模拟WAN环境 ， epoll的效率就远在select/poll之上了 。传统的select以及poll的效率会因为在线人数的线形递增而导致呈二次乃至三次方的下降 ， 这些直接导致了网络服务器可以支持的人数有了个比较明显的限制 。select/poll线性扫描文件描述符 ， epoll事件触发
（3）epoll使用mmap加速内核与用户空间的消息传递(文件描述符传递)这点实际上涉及到epoll的具体实现了 。无论是select,poll还是epoll都需要内核把FD消息通知给用户空间 ， 如何避免不必要的内存拷贝就很重要 ， 在这点上 ， epoll是通过内核与用户空间mmap同一块内存实现的 。
（4）epoll有2种工作方式epoll有2种工作方式：LT和ET 。LT（level triggered电平触发）是缺省的工作方式 ， 并且同时支持block和no-block socket(阻塞和非阻塞).在这种做法中 ， 内核告诉你一个文件描述符是否就绪了 ， 然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作 。如果你不作任何操作 ， 内核还是会继续通知你的（如果你不作任何操作 ， 会通知多次） ， 所以 ， 这种模式编程出错误可能性要小一点 。传统的select/poll都是这种模型的代表 。ET （edge-triggered边缘触发）是高速工作方式 ， 只支持no-block socket 。在这种模式下 ， 当描述符从未就绪变为就绪时 ， 内核通过epoll告诉你 。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪 ， 并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知(无论如何 ， 只通知一次) ， 直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了（比如 ， 你在发送 ， 接收或者接收请求 ， 或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误） 。但是请注意 ， 如果一直不对这个fd作IO操作（从而导致它再次变成未就绪） ， 内核不会发送更多的通知（only once） ， 不过在TCP协议中 ， ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark确认 。ET和LT的区别就在这里体现 ， LT事件不会丢弃 ， 而是只要读buffer里面有数据可以让用户读或写buffer为空 ， 则不断的通知你 。而ET则只在事件发生之时通知 。可以简单理解为LT是水平触发 ， 而ET则为边缘触发 。LT模式只要有事件未处理就会触发 ， 而ET则只在高低电平变换时（即状态从1到0或者0到1）触发 。综上所述 ， epoll适合管理百万级数量的文件描述符 。


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