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Model of Server Back

• 服務器分類:
  • 循環服務器: 同一時刻只能處理一個客戶端請求
  • 併發服務器: 同一時刻可處理多個客戶端請求
  • UDP/TCP服務器模型:
    • UDP: 採用循环服务器模型
    • TCP: 採用併發服務器模型

1. 循環服務器

• 每次循環執行一次客戶端請求
• 當請求未處理完的情況下, 將會阻塞其他客戶端的請求
• 優點: 結構簡單, 消耗代價較少
• 缺點: 當處理請求多的時候, 將導致處理效率低下.

1.1 TCP

1.2 UDP

2. 併發服務器

2.1 UDP

2.1.1 Model 1: one datagram of requests

• 用於客戶請求需要較長處理時間且客戶發送時間大於服務器處理速度的情況
• 避免因接收緩衝區滿而導致數據報丟失

2.1.2 Model 2: more than one datagram of requests

2.2 TCP

2.2.1 Model 1: one child process for one client

• 一個子進程對應一個客戶端, 而父進程負責監聽並創建子進程
• 創建子進程開銷較大, 適合處理時間長的客戶請求. 如FTP傳輸
• 客戶端多, 請求處理時間短時會降低該模型效率. 如HTTP服務器

2.2.2 Model 2: defer create processes

• 讓父進程先處理客戶端請求, 若父進程處理完則繼續處理, 若未處理完則新建子進程來另外處理.
• 循環服務器與併發服務器混合模型
• 動態創建進程以減少創建開銷
  • 建立進程表項的開銷
  • 創建數據段和堆棧段的開銷

2.2.3 Model 3: precreate processes (fixed number)

• 通過預先創建進程來提高用戶體驗度, 即對於客戶端而言, 請求時減少了新建進程的時間等待.
• 子進程進行accept, 無連接則睡眠
• 優點: 響應時間快
• 缺點: 需要預先估計創建進程的數量, 若多了則浪費系統資源, 少了則導致客戶端等待.

2.2.4 Model 4: precreate processes (fixed number and transmit socket)

• 父進程進行accept, 並把socket傳遞給子進程

2.2.5 Model 5: precreate processes (adapted number)

• 由於固定數量存在估計缺點, 那麼通過設置軟閾值來控制進程數便可自適應調節.

2.2.6 Model 6: multiplex

int select(int maxfd, fd_set* rdset, fd_set* wrset, fd_et* exset, struct timeval* timeout);

• 在測試可讀描述符集合rdset中, 同時包含偵聽socket和已連接socket
• 在測試可寫描述符集合wrset中, 同時包含已連接socket
• 通過多路複用IO來完成併發, 要求所有的socket描述符都設置為非阻塞方式.
• 過程:
  1. 設置讀寫描述符集合, 其中讀描述符集合包括偵聽socket
  2. 調用select測試socket描述符是否就緒
  3. 偵聽socket就緒則接受新連接
  4. 其他socket就緒則執行讀寫操作
  5. 重複前四個步驟
• 優點: 只需要一個進程處理所有客戶端的請求, 而沒有創建和管理進程的開銷
• 缺點: 服務器必須依次處理所有請求, 編程較為複雜
• 適用於請求多但處理時間短的服務器