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。

1  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 或 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(...);