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聊聊高性能服务器Server之Reactor模型

发布时间:2019-01-31 22:05 所属栏目:[外闻] 来源:正经地扯淡
导读:在这个充斥着云的时代,我们使用的软件可以说99%都是C/S架构的! 你发邮件用的Outlook,Foxmail等 你看视频用的优酷,土豆等 你写文档用的Office365,googleDoc,Evernote等 你浏览网页用的IE,Chrome等(B/S是特殊的C/S) C/S架构的软件带来的一个明显的好处就是

在这个充斥着云的时代,我们使用的软件可以说99%都是C/S架构的!

你发邮件用的Outlook,Foxmail等

你看视频用的优酷,土豆等

你写文档用的Office365,googleDoc,Evernote等

你浏览网页用的IE,Chrome等(B/S是特殊的C/S)

……

C/S架构的软件带来的一个明显的好处就是:只要有网络,你可以在任何地方干同一件事。

例如:你在家里使用Office365编写了文档。到了公司,只要打开编辑地址就可以看到在家里编写的文档,进行展示或者继续编辑。甚至在手机上进行阅读与编辑。不再需要U盘拷来拷去了。

C/S架构可以抽象为如下模型:

聊聊高性能服务器Server之Reactor模型

  • C就是Client(客户端),上面的B是Browser(浏览器)
  • S就是Server(服务器):服务器管理某种资源,并且通过操作这种资源来为它的客户端提供某种服务

C/S架构之所以能够流行的一个主要原因就是网速的提高以及费用的降低,特别是无线网络速度的提高。试想在2G时代,大家最多就是看看文字网页,小说什么的。看图片,那简直就是奢侈!更别说看视频了!

网速的提高,使得越来越多的人使用网络,例如:优酷,微信都是上亿用户量,更别说天猫双11的瞬间访问量了!这就对服务器有很高的要求!能够快速处理海量的用户请求!那服务器如何能快速的处理用户的请求呢?

高性能服务器

高性能服务器至少要满足如下几个需求:

  • 效率高:既然是高性能,那处理客户端请求的效率当然要很高了
  • 高可用:不能随便就挂掉了
  • 编程简单:基于此服务器进行业务开发需要足够简单
  • 可扩展:可方便的扩展功能
  • 可伸缩:可简单的通过部署的方式进行容量的伸缩,也就是服务需要无状态

而满足如上需求的一个基础就是高性能的IO!

Socket

无论你是发邮件,浏览网页,还是看视频~实际底层都是使用的TCP/IP,而TCP/IP的编程抽象就是Socket!

我一直对Socket的中文翻译很困惑,个人觉得是我所接触的技术名词翻译里最莫名其妙的,没有之一!

Socket中文翻译为”套接字”!什么鬼?在很长的时间里我都无法将其和网络编程关联上!后来专门找了一些资料,最后在知乎上找到了一个还算满意的答案(具体链接,请见文末的参考资料链接)!

Socket的原意是插口,想表达的意思是插口与插槽的关系!”send socket”插到”receive socket”里,建立了链接,然后就可以通信了!

套接字的翻译,应该是参考了套接管(如下图)!从这个层面上来看,是有那么点意思!

聊聊高性能服务器Server之Reactor模型

套接字这个翻译已经是标准了,不纠结这个了!

我们看一下Socket之间建立链接及通信的过程!实际上就是对TCP/IP连接与通信过程的抽象:

聊聊高性能服务器Server之Reactor模型

  • 服务端Socket会bind到指定的端口上,Listen客户端的”插入”
  • 客户端Socket会Connect到服务端
  • 当服务端Accept到客户端连接后
  • 就可以进行发送与接收消息了
  • 通信完成后即可Close

对于IO来说,我们听得比较多的是:

  • BIO:阻塞IO
  • NIO:非阻塞IO
  • 同步IO
  • 异步IO

以及其组合:

  • 同步阻塞IO
  • 同步非阻塞IO
  • 异步阻塞IO
  • 异步非阻塞IO

那么什么是阻塞IO、非阻塞IO、同步IO、异步IO呢?

  • 一个IO操作其实分成了两个步骤:发起IO请求和实际的IO操作
  • 阻塞IO和非阻塞IO的区别在于第一步:发起IO请求是否会被阻塞,如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞IO;如果不阻塞,那么就是非阻塞IO
  • 同步IO和异步IO的区别就在于第二个步骤是否阻塞,如果实际的IO读写阻塞请求进程,那么就是同步IO,因此阻塞IO、非阻塞IO、IO复用、信号驱动IO都是同步IO;如果不阻塞,而是操作系统帮你做完IO操作再将结果返回给你,那么就是异步IO

举个不太恰当的例子 :比如你家网络断了,你打电话去中国电信报修!

  • 你拨号—-客户端连接服务器
  • 电话通了—-连接建立
  • 你说:“我家网断了,帮我修下”—-发送消息
  • 说完你就在那里等,那么就是阻塞IO
  • 如果正好你有事,你放下带电话,然后处理其他事情了,过一会你来问下,修好了没—-那就是非阻塞IO
  • 如果客服说:“马上帮你处理,你稍等”—-同步IO
  • 如果客服说:“马上帮你处理,好了通知你”,然后挂了电话—-异步IO

本文只讨论BIO和NIO,AIO使用度没有前两者普及,暂不讨论!

下面从代码层面看看BIO与NIO的流程!

BIO

  • 客户端代码
  1. //Bind,Connect?
  2. Socket?client?=?new?Socket("127.0.0.1",7777);?????
  3. //读写?
  4. PrintWriter?pw?=?new?PrintWriter(client.getOutputStream());?
  5. BufferedReader?br=?
  6. ????????new?BufferedReader(new?InputStreamReader(System.in));???
  7. pw.write(br.readLine());???
  8. //Close?
  9. pw.close();???
  10. br.close();?
  • 服务端代码
  1. Socket?socket;???
  2. //Bind,Listen?
  3. ServerSocket?ss?=?new?ServerSocket(7777);???
  4. while?(true)?{???
  5. ????//Accept?
  6. ????socket?=?ss.accept();???
  7. ????//一般新建一个线程执行读写?
  8. ????BufferedReader?br?=?new?BufferedReader(?
  9. ????????????new?InputStreamReader(socket??.getInputStream()));???
  10. ????System.out.println("you?input?is?:?"?+?br.readLine());???
  11. }?
  • 上面的代码可以说是学习Java的Socket的入门级代码了
  • 代码流程和前面的图可以一一对上

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