Web Server项目实战4-服务器编程基本框架和2种高效的事件处理模式

服务器编程基本框架

虽然服务器程序种类繁多，但其基本框架都一样，不同之处在于逻辑处理

模块	功能
I/O处理单元	处理客户连接，读写网络数据
逻辑单元	业务进程或线程
网络存储单元	数据库、文件或缓存
请求队列	各单元之间的通信方式

I/O 处理单元是服务器管理客户连接的模块。它通常要完成以下工作：等待并接受新的客户连接，接收客户数据，将服务器响应数据返回给客户端。但是数据的收发不一定在 I/O 处理单元中执行，也可能在逻辑单元中执行，具体在何处执行取决于事件处理模式。

一个逻辑单元通常是一个进程或线程。它分析并处理客户数据，然后将结果传递给 I/O 处理单元或者直接发送给客户端（具体使用哪种方式取决于事件处理模式）。服务器通常拥有多个逻辑单元，以实现对多个客户任务的并发处理。

网络存储单元可以是数据库、缓存和文件，但不是必须的。

请求队列是各单元之间的通信方式的抽象。I/O 处理单元接收到客户请求时，需要以某种方式通知一个逻辑单元来处理该请求。同样，多个逻辑单元同时访问一个存储单元时，也需要采用某种机制来协调处理竞态条件。请求队列通常被实现为池的一部分。

2种高效的事件处理模式

服务器程序通常需要处理三类事件：I/O 事件、信号及定时事件。有2种高效的事件处理模式：Reactor 和 Proactor，同步 I/O 模型通常用于实现 Reactor 模式，异步I/O 模型通常用于实现 Proactor模式。

Reactor模式

要求主线程（I/O 处理单元）只负责监听文件描述符上是否有事件发生，有的话就立即将该事件通知工作线程（逻辑单元），将 socket 可读可写事件放入请求队列，交给工作线程处理。除此之外，主线程不做任何其它实质性的工作。读写数据、接受新的连接，以及处理客户请求均在工作线程种完成。

使用同步 I/O （以epoll_wait为例）实现的 Reactor 模式的工作流程是：

1.主线程往 eopll 内核事件表中注册 socket 上的读就绪事件；

2.主线程调用 epoll_wait 等待 socket 上有数据可读；

3.当 socket 上有数据可读时，epoll_wait 通知主线程，主线程则将 socket 可读事件放入请求队列；

4.睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒，它从 socket 读取数据，并处理客户请求，然后往 epoll 内核事件表中注册该 socket 上的写就绪事件；

5.当主线程调用 epoll_wait 等待 socket 可写；

6.当 socket 可写时，epoll_wait 通知主线程，主线程将 socket 可写事件放入请求队列；

7.睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒，它往 socket 上写入服务器处理客户请求的结果。