1、概述

本章的每个小节都在讲提升服务器程序性能的利器。

2、服务器模型

2.1 C/S模型

客户端 / 服务器模型。服务器监听客户的服务请求，并利用 I / O复用技术处理请求。

C/S模型非常适合资源相对集中的场合，并且它的实现简单，但其缺点也很明显：服务器是通信的中心，当访问量过大时，可能所有客户都将得到很慢的响应。下面讨论的P2P模型解决了这个问题。

2.2 P2P模型

点对点模型。网络上的每个主机，既是服务的享受者，又是服务的提供者。云计算机群可以看作P2P模型的一个典范。

P2P也有缺点：当用户之间传输的请求过多时，网络的负载加重。而且，主机之间很难发现。
所以，实际使用的P2P模型通常带有一个专门的发现服务器，发现服务器通常还提供查找服务（甚至可以提供内容服务），使每个客户端都能尽快地找到自己需要的资源。

从编程角度来讲，P2P模型可看作C/S模型的扩展：每台主机既是客户端，又是服务器。因此，仍然采用C/S模型讨论网络编程。

3、服务器编程框架

服务器框架，骨架：
Linux服务器程序有很多，他们都有个大致的框架结构，这个骨架由下面4个模块组成：

• IO处理单元： 接受连接，收发数据（也可能是逻辑单元来干）
• 逻辑单元： 处理业务逻辑，客户端请求的具体是什么东西
• 网络存储单元： 存大量数据，可有可无
• 请求队列： 模块间交互

哎，有了这四个模块，服务器总算是能实现和客户端交互的功能啦！

• I/O处理单元是等待并接受客户端连接的模块，收发数据由后面的逻辑单元完成，但I/O处理单元也能完成该工作。I/O处理单元主要实现负载均衡，他从所有逻辑服务器中选负荷最小的为客户端服务。
• 逻辑单元通常是个进程或线程。他分析并处理客户数据，向I/O处理单元或直接向客户端发送结果。服务器通常有多个逻辑单元。
• 网络存储单元不是必须的。他可以是数据库、缓存和文件，甚至可以是台独立的服务器。
• 请求队列是各个单元通信方式的抽象。

4、I/O模型

？？？？啥玩意？干啥的？为啥存在？
IO，就是输入输出，服务器骨架里有个叫IO处理单元的模块，专门处理服务器数据的输入输出，
IO模型就是 数据输入输出的特定方式，这是前人总结好的，我们只要接受他，学习他就好了。

既然是模型，那就是已经有了大致的框架了，所以书中列出几种各具特色的IO模型。

五种I/O模型通俗理解
socket阻塞和非阻塞对connect、accept、recv、read、close等函数的影响
socket阻塞与非阻塞，同步与异步I/O模型详解

5、两种高效的【事件处理模式】

？？？？啥玩意？干啥的？为啥存在？
既然是服务器，那肯定要和客户端交互，过程中会发生一些事情，那我们要处理这些事情，保证交互正常进行。
“事件处理模式”指的就是处理这些事情的一系列方法，这些方法都是前人总结好的，咱只要接受，学习就行。

服务器程序通常需要处理三类事件：I/O事件、信号、定时事件。后面章节会详细讨论。下面介绍两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模型则用于实现Proactor模式。不过也可以使用同步I/O方式模拟出Proactor模式。

5.1 Reactor模式

5.2 Proactor模式

理解两种事件处理模式
两种高效的事件处理模式（reactor模式、proactor模式），C/C++编码实现

6、两种高效的并发模式

服务器这么大个程序，肯定不能同时只干一件事，所以需要实现并发。
如何并发？？前人也帮我们搞好了，我们直接学习就行。

并发编程的目的是让程序 “同时” 执行多个任务。

• 如果程序是计算密集型的，并发编程没有优势，任务切换使效率降低。
• 如果程序是I/O密集型的，则程序执行效率显著提升。

从实现的角度说，并发编程主要有多进程和多线程两种方式，后面会详细讨论。

下面主要讨论并发模式。并发模式是指：I/O处理单元 和 多个逻辑单元之间协调完成任务的方法。
服务器主要有两种并发编程模式：

• 半同步 / 半异步（half-sync / half-async）模式
• 领导者 / 追随者（Leader / Followers）模式

6.1 半同步 / 半异步模式

半同步 / 半异步模式中的“同步” 和 “异步”与前面的I/O模型中的“同步” 和 “异步”是完全不同的概念。

• 在I/O模型中，“同步” 和 “异步”区分的是内核向应用程序通知的是何种I/O事件（就绪事件还是完成事件），以及 该由谁完成I/O读写（应用程序还是内核）。
• 在并发模式中：
  ——同步：程序完全按照代码顺序执行
  ——异步：程序的执行要由系统事件来驱动。常见的系统事件包括中断，信号等。
  半同步/半异步模式中，同步线程用于处理客户逻辑，异步线程用于处理I/O事件。

6.2 领导者/追随者模式

领导者/追随者模式是多个工作线程轮流获得事件源集合，轮流监听、处理事件的一种模式。在任意时间点，程序都仅有一个领导者线程，它负责监听IO事件。而其他线程都是追随者，它们休眠在线程池中等待成为新的领导者。当前的领导者如果检测到IO事件，首先要从线程池中推选出新的领导者线程，然后处理IO事件。此时，新的领导者等待新的IO事件，而原来的领导者则处理IO事件，二者实现了并发。

领导者/追随者模式包含如下几个组件：

• 句柄集（HandleSet）
• 线程集（ThreadSet）
• 事件处理器（EventHandler）
• 具体的事件处理器（ConcreteEventHandler）

7、有限状态机

8、池

池，就是一组资源的集合。
池提升效率的原理是：以 “空间” 换时间。我们事先预分配好足够的资源，那么程序在使用资源时就可以直接拿，不需要再分配了。

预分配资源的策略有两种：

• 开始就分配足够多，可以满足任何要求
• 开始分配一定资源，如果不够用，就再动态分配一点并加入池中

池有很多种：

• 内存池：通常用于socket的接收缓存和发送缓存。对于某些长度有限的客户请求，比如HTTP请求，预先分配一个大小足够（比如5000字节）的接收缓存区是很合理的。当客户请求的长度超过接收缓冲区的大小时，我们可以选择丢弃请求或者动态扩大接收缓冲区。
• 进程池和线程池：多用于并发编程。当我们需要一个工作进程或工作线程来处理新到来的客户请求时，我们可以直接从进程池或线程池中取得一个执行实体，而无须动态地调用fork或pthread_create等函数来创建进程和线程。
• 连接池：是服务器预先和数据库程序建立的一组连接的集合。当某个逻辑单元需要访问数据库时，它可以直接从连接池中取得一个连接的实体并使用之。待完成数据库的访问之后，逻辑单元再将该连接返还给连接池。

9、避免不必要的数据复制

10、上下文切换 和 锁