怎么淺析Linux服務器網絡開發(fā)模型

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為什么Nginx的性能要比Apache高得多?

這主要是因為Nginx使用了最好的epoll(Linux 2.6內核)和kqueue(FreeBSD)網絡I/O模型，而Apache則使用的是傳統(tǒng)的select模型。

解釋select和epoll模型的工作方式：

select版大媽做的是如下的事情:比如同學甲的朋友來了,select版大媽比較笨,她帶著朋友挨個房間進行查詢誰是同學甲,你等的朋友來了。如果每到來一個朋友樓管大媽都要全樓的查詢同學,那么處理的效率必然就低下了,過不久樓底就有不少的人了。

epoll版大媽就比較先進了,她記下了同學甲的信息,比如說他的房間號,那么等同學甲的朋友到來時,只需要告訴該朋友同學甲在哪個房間即可,不用自己親自帶著人滿大樓的找人了。epoll大媽可以不用吹灰之力就可以定位到同學甲。一看就很明白 epoll和select 模型的區(qū)別了吧。

在Linux內核中，select所用到的FD_SET是有限的，即內核中有個參數__FD_SETSIZE定義了每個FD_SET的句柄個數，在內核源碼中 /usr/include/linux/posix_types.h 中

#undef __FD_SETSIZE#define __FD_SETSIZE 1024

如果想要同時檢測1025個句柄的可讀狀態(tài)或 可寫狀態(tài) ，select是不能實現的。在內核中實現select是使用輪詢方法，即每次檢測都會遍歷所有FD_SET中的句柄，顯然，select函數的執(zhí)行時間與 FD檢測的句柄數越多就會越費時。

epoll是多路復用IO(I/O Multiplexing) 中的一種方式,僅用于linux2.6以上內核。而epoll模型它所支持的FD上限是***可以打開文件的數目，這個數字一般遠大于2048,舉個例子,在1GB內存的機器上大約是10萬左右，具體請查看：cat /proc/sys/fs/file-max ,這個數目和系統(tǒng)內存關系很大。

傳統(tǒng)的select/poll另一個致命弱點就是當你擁有一個很大的socket集合，不過由于網絡延時，任一時間只有部分的socket是"活躍"的，但是select/poll每次調用都會線性掃描全部的集合，導致效率呈現線性下降。但是epoll不存在這個問題，它只會對"活躍"的socket進行操作---這是因為在內核實現中epoll是根據每個fd上面的callback函數實現的。那么，只有"活躍"的socket才會主動的去調用 callback函數，其他idle狀態(tài)socket則不會，在這點上，epoll實現了一個"偽"AIO，因為這時候推動力在os內核。在一些 benchmark中，如果所有的socket基本上都是活躍的---比如一個高速LAN環(huán)境，epoll并不比select/poll有什么效率，相反，如果過多使用epoll_ctl,效率相比還有稍微的下降。但是一旦使用idle connections模擬WAN環(huán)境,epoll的效率就遠在select/poll之上了。

epoll有兩種工作模式:Edge Triggered (ET)、Level Triggered (LT)

LT(level triggered)是缺省的工作方式，并且同時支持block和no-block socket.在這種做法中，內核告訴你一個文件描述符是否就緒了，然后可以對這個就緒的fd進行IO操作。如果你不作任何操作，內核還是會繼續(xù)通知你的，所以，這種模式編程出錯誤可能性要小一點。傳統(tǒng)的select/poll都是這種模型的代表。

ET (edge-triggered)是高速工作方式，只支持no-block socket。在這種模式下，當描述符從未就緒變?yōu)榫途w時，內核通過epoll告訴你。然后它會假設你知道文件描述符已經就緒，并且不會再為那個文件描述符發(fā)送更多的就緒通知，直到你做了某些操作導致那個文件描述符不再為就緒狀態(tài)了(比如，你在發(fā)送，接收或者接收請求，或者發(fā)送接收的數據少于一定量時導致了一個EWOULDBLOCK 錯誤)。

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