1.影響網絡性能的因素
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CPU |
cache miss、perf、sse4、內存拷貝、系統調用、進程切換 |
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內存 |
空間換時間、GC、內存泄漏 |
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磁盤 |
IOPS、帶寬、隨機/順序讀寫、PageCache |
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網絡 |
網卡、內核參數、異步與同步、併發 |
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網卡硬件 |
芯片處理能力、網卡隊列、中斷CPU綁定、中斷平衡 |
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操作系統 |
TCP/IP協議棧、內核參數、內核特性 |
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應用程序 |
同步阻塞、異步非阻塞、Epoll、ZeroCopy、緩存區 |
2.網絡套接字
套接字是網絡編程中的一種通信機制，是支持TCP/IP的網絡通信的基本操作單元，可以看做是不同主機之間的進程進行雙向通信的端點，簡單的說就是通信的兩方的一種約定，用套接字中的相關函數來完成通信過程。
#include<sys/socket>
int socket(int domain, int type, int protocol);
domain：域，AF_INET（IPv4域），AP_INET6(IPv6域)，AF_UNIX(UNIX域)
type:SOCKET_DGRAM(UDP),SOCKET_STREAM(TCP),RAW(原始套接字，能修改協議棧裏面的內容)
3.四種併發模型
3.1 併發式模型（Fork/CreateThread）
每個客戶端創建一個進程/線程，切換進程/線程太耗資源
3.2 Leader-Fallower模型（Apache/PHP-FPM）
預先創建N個進程或線程，在子進程/線程中循環Accept，並處理網絡請求，多個進程爭搶Accept，發送響應後close並繼續Accpet。
3.2.1 C10K問題
服務器是基於進程/線程模型。新到來一個TCP連接，就需要分配一個進程。假如有C10K，就需要創建1W個進程，可想而知單機是無法承受的。當創建的進程或線程多了，數據拷貝頻繁（緩存I/O、內核將數據拷貝到用戶進程空間、阻塞，進程/線程上下文切換消耗大， 導致操作系統崩潰，這就是C10K問題的本質。那麼如何突破單機性能是高性能網絡編程必須要面對的問題，進而這些侷限和問題就統稱爲C10K問題。
解決辦法：IO多路複用
3.3 Reactor模型
基於epoll實現時間循環-時間驅動編程，所有邏輯需要在回調中完成，多次IO操作要進行嵌套回調。
select運行機制
select()的機制中提供一種fd_set的數據結構，實際上是一個long類型的數組，每一個數組元素都能與一打開的文件句柄（不管是Socket句柄,還是其他文件或命名管道或設備句柄）建立聯繫，建立聯繫的工作由程序員完成，當調用select()時，由內核根據IO狀態修改fd_set的內容，由此來通知執行了select()的進程哪一Socket或文件可讀。
select機制的問題
- 每次調用select，都需要把
fd_set集合從用戶態拷貝到內核態，如果fd_set集合很大時，那這個開銷也很大 - 同時每次調用select都需要在內核遍歷傳遞進來的所有
fd_set，如果fd_set集合很大時，那這個開銷也很大 - 爲了減少數據拷貝帶來的性能損壞，內核對被監控的
fd_set集合大小做了限制，並且這個是通過宏控制的，大小不可改變(限制爲1024)
Poll
poll的機制與select類似，與select在本質上沒有多大差別，管理多個描述符也是進行輪詢，根據描述符的狀態進行處理，但是poll沒有最大文件描述符數量的限制（鏈表代替數組）。也就是說，poll只解決了上面的問題3，並沒有解決問題1，2的性能開銷問題。
Epoll
epoll在Linux2.6內核正式提出，是基於事件驅動的I/O方式，相對於select來說，epoll沒有描述符個數限制，使用一個文件描述符管理多個描述符，將用戶關心的文件描述符的事件存放到內核的一個事件表中，這樣在用戶空間和內核空間的copy只需一次。
3.4 半同步半異步模型（Swoole/Ngix+FPM）
Master進程實現IO，解決高併發，長連接問題。
Worker進程處理業務邏輯，同步模型易於編程。
