webserver 同步 I/O 模拟 Proactor 模式的工作流程

服务器基本框架、I/O 模型、事件处理模式

一、服务器编程基本框架

二、五种 I/O 模型

注意：

① 同步I/O: 阻塞I/O，非阻塞I/O，信号驱动I/O和I/O复用

        - 指内核向应用程序通知的是就绪事件，比如只通知有客户端连接，要求用户代码自行执行              I/O操作

② 异步I/O

       - 指内核向应用程序通知的是完成事件，比如读取客户端的数据后才通知应用程序，由内核完           成I/O操作

三、两种高效的事件处理模式

1. 主线程往 epoll 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

（2）Proactor 模式

Proactor 模式将所有 I/O操作都交给主线程和内核来处理（进行读、写），工作线程仅仅负责业务逻辑。使用异步I/O模型（以aio_read 和 aio_wirte 为例）实现的Proactor模式的工作流程是:

1. 主线程调用 aio_read 函数向内核注册 socket 上的读完成事件，并告诉内核用户读缓冲区的位置，以及读操作完成时如何通知应用程序（这里以信号为例）。
2. 主线程继续处理其他逻辑
3. 当 socket 上的数据被读入用户缓冲区后，内核将向应用程序发送一个信号，以通知应用程序数据已经可用
4. 应用程序预先定义好的信号处理函数选择一个工作线程来处理客户请求。工作线程处理完客户请求后，调用 aio_write 函数向内核注册 socket 上的写完成事件，并告诉内核用户写缓冲区的位置，以及写操作完成时如何通知应用程序
5. 主线程继续处理其他逻辑
6. 当用户缓冲区的数据被写入 socket 之后，内核将向应用程序发送一个信号，以通知应用程序数据已经发送完毕
7. 应用程序预先定义好的信号处理函数选择一个工作线程来做善后处理，比如决定是否关闭 socket

（3）同步 I/O 模拟 Proactor 模式