redis,memcached,nginx 网络组件

网络编程主要关注 3 个半事件：连接建立(client 连接/连接第三方服务)；连接断开，消息达到，消息发送完毕。

TCP网络服务模型，redis，nginx，memcached

1 阻塞，非阻塞区别：

• 阻塞 io 阻塞在哪？ 阻塞在网络线程

• 什么决定阻塞？fcntl 函数设置阻塞

• 具体内部差异： 网络 io 分为两个流程，数据准备阶段(网卡拷贝到内核空间)，数据拷贝阶段(内核空间拷贝到用户空间)，非阻塞是在数据准备阶段返回，但是在第二个阶段也还是阻塞的。

2 epoll

为何又多路复用？用一个线程检查多个 io 事件。

水平触发：io 即可是阻塞也可以是非阻塞边沿触发：只能是非阻塞

流程图：

epoll 数据结构：

struct eventpoll {   // ...   struct rb_root rbr; // 管理 epoll 监听的事件  struct list_head rdllist; // 保存着 epoll_wait 返回满⾜条件的事件    // ...}; 
struct epitem {   // ...   struct rb_node rbn; // 红⿊树节点   struct list_head rdllist; // 双向链表节点   struct epoll_filefd ffd; // 事件句柄信息   struct eventpoll *ep; // 指向所属的eventpoll对象   struct epoll_event event; // 注册的事件类型   // ...};  
struct epoll_event {   __uint32_t events;   epoll_data_t data; // 保存 关联数据};  typedef union epoll_data {   void *ptr;   int fd;   uint32_t u32;   uint64_t u64;}epoll_data_t;

接口

int epoll_create(int size);

size 参数告诉内核这个 epoll 对象会处理的事件⼤致数量，⽽不是能够处理的事件的最⼤数。在现在 linux 版本中，这个 size 参数已经没有意义了；返回：epoll 对象句柄；之后针对该 epoll 的操作需要通过该句柄来标识该 epoll 对象；

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event* event);

收集 epoll 监控的事件中已经发⽣的事件，如果 epoll 中没有任何⼀个事件发⽣，则最多等待 timeout 毫秒后返回。返回：表示当前发⽣的事件个数返回 0 表示本次没有事件发⽣；返回-1 表示出现错误，需要检查 errno 错误码判断错误类型。events 这个数组必须在⽤户态分配内存，内核负责把就绪事件复制到该数组中；maxevents 表示本次可以返回的最⼤事件数⽬，⼀般设置为 events 数组的⻓度；timeout 表示在没有检测到事件发⽣时最多等待的时间；如果设置为 0，检测到 rdllist 为空⽴刻返回；如果设置为-1，⼀直等待；

原理图

reactor

定义:组成：⾮阻塞的 io + io 多路复⽤；特征：基于事件循环，以事件驱动或者事件回调的⽅式来实现业务逻辑；表述：将连接的 io 处理转化为事件处理；

单 reactor 模型

代表：redis 内存数据库 操作 redis 当中的数据结构 redis 6.0 多线程

单 reactor 模型 + 任务队列 + 线程池

代表 skynet

多 reactor

应用： memcached accept(fd, backlog) one eventloop per thread

多进程

nginx

多 reactor + 消息队列 + 线程池

业务场景中比较多 网络密集型 + 业务密集型

tcp 转态图

epoll 处理细节

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