当前位置:首页 > 技术学院 > 技术前线
[导读]BIO/NIO/多路复用器

BIO为什么慢?

主线程需要accept,等待获取client连接,进行阻塞

当主线程获取到client连接之后,需要创建一个新的进程,来处理这个client内容,所以又需要从用户态切换到内核态,线程创建成功之后,切换回到用户态。当有大量连接的时候,就需要更多的(用户态->内核态->用户态)切换过程。linux中,线程==进程,在内核中开辟更多的进程(遗留:linux中开辟一个进程需要的内存是多大?>4M?),意味着更多的内存资源消耗

新线程通过client.read方法等待客户端返回,又要进行阻塞

综合,BIO慢在阻塞。

NIO

NIO比BIO好在什么地方?

单线程,不需要每个连接创建一个线程。可以创建连接,和连接读取数据在同一个线程里面实现

不阻塞(对fd#文件描述符设置了不阻塞)--这个是单线程的基础

线程少,占用的资源就少

NIO为什么还是慢?

虽然NIO没有阻塞了,但是还是不断的向内核调用(获取连接+获取连接的数据)

C10K问题,当有10K连接的时候,每次循环调用的时候都是O(n)的复杂度,访问大量的文件描述符。。但是每次基本上只有几个会有返回,大量无意义的调用,资源浪费

ServerSocketChannel ss = ServerSocketChannel.open(); //开启监听

ss.bind(new InetSocketAddress(9090));

ss.configureBlocking(false); //NONBLOCKING!!!

client.configureBlocking(false); //NONBLOCKING!!!

多路复用器

select和poll

两者基本上一致。但是有一些差异。

select是基于posix协议实现的,所以对于绝大多数操作系统来说,是支持的,而poll貌似没有

select出现的比较早,有一个最大文件描述符数量的限制,同时获取的文件描述符不能超过1024 --linux普通用户默认情况下

linux poll的底层实现过程--粗略

// 创建socket连接,并且返回对应的fd4

socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) = 4

// 非阻塞

fcntl(4, F_SETFL, O_RDWR|O_NONBLOCK) = 0

// 绑定9090端口

bind(4, {sa_family=AF_INET6, sin6_port=htons(9090), inet_pton(AF_INET6, "::", &sin6_addr), sin6_flowinfo=0, sin6_scope_id=0}, 28) = 0

// 监听9090端口

listen(4, 50)

// 将所有的fds发送给内核,让内核便利,查看他们的状态变化

poll([{fd=5, events=POLLIN}, {fd=4, events=POLLIN}], 2, -1) = 1 ([{fd=4, revents=POLLIN}])

// 拿到了连接clinet->fd7,调用的方法是accept

accept(4, {sa_family=AF_INET6, sin6_port=htons(40150), inet_pton(AF_INET6, "::ffff:10.1.248.219", &sin6_addr), sin6_flowinfo=0, sin6_scope_id=0}, [28]) = 7

// client设置成非阻塞

fcntl(7, F_SETFL, O_RDWR|O_NONBLOCK) = 0

// client有返回

poll([{fd=5, events=POLLIN}, {fd=4, events=POLLIN}, {fd=7, events=POLLIN}], 3, -1) = 1 ([{fd=7, revents=POLLIN}])

epoll

内核多处理了一步

原先、伴随着客户端的连接/传输,服务端的网卡接受到信号,出发内核的中断,并且将fd更新状态-----这个是内核一定要做的

现在是在内核中,申请一块内存空间,程序在红黑树中放过一些FD,那么伴随内核基于中断处理完fd的buffer,状态呀,之后,继续把有状态的fd,copy到链表中

epoll对应文件描述符的数量也有限制

cat /proc/sys/fs/epoll/max_user_watches

linux epoll的底层实现过程--粗略

// 创建socket连接,并且返回对应的fd7

socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) = 7

fcntl(7, F_SETFL, O_RDWR|O_NONBLOCK) = 0

bind(7, {sa_family=AF_INET6, sin6_port=htons(9090), inet_pton(AF_INET6, "::", &sin6_addr), sin6_flowinfo=0, sin6_scope_id=0}, 28) = 0

listen(7, 50)

// 创建了epoll,fd10

epoll_create(256) = 10

// epoll注册了fd7

// NOTE!!!注意的是,java并不是register的时候就调用这个方法,而是什么时候调用epoll_wait方法,会在调用之前将这个epoll_ctl()方法调用起来

epoll_ctl(10, EPOLL_CTL_ADD, 7, {EPOLLIN, {u32=7, u64=14699916309504720903}}) = 0

// fd7状态发生变化

epoll_wait(10, [{EPOLLIN, {u32=7, u64=14699916309504720903}}], 8192, -1) = 1

// fd7返回了一个连接client,fd11

accept(7, {sa_family=AF_INET6, sin6_port=htons(43888), inet_pton(AF_INET6, "::ffff:10.1.248.219", &sin6_addr), sin6_flowinfo=0, sin6_scope_id=0}, [28]) = 11

// client fd11设置成非阻塞

fcntl(11, F_SETFL, O_RDWR|O_NONBLOCK) = 0

// 注册fd11

epoll_ctl(10, EPOLL_CTL_ADD, 11, {EPOLLIN, {u32=11, u64=13609526217307848715}}) = 0

// fd11状态发生变化

epoll_wait(10, [{EPOLLIN, {u32=11, u64=13609526217307848715}}], 8192, -1) = 1

// fd11在epoll中被删除

epoll_ctl(10, EPOLL_CTL_DEL, 11, 0x7f3bd27d1470) = -1 ENOENT (No such file or directory)

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。

关键字: 驱动电源

在工业自动化蓬勃发展的当下,工业电机作为核心动力设备,其驱动电源的性能直接关系到整个系统的稳定性和可靠性。其中,反电动势抑制与过流保护是驱动电源设计中至关重要的两个环节,集成化方案的设计成为提升电机驱动性能的关键。

关键字: 工业电机 驱动电源

LED 驱动电源作为 LED 照明系统的 “心脏”,其稳定性直接决定了整个照明设备的使用寿命。然而,在实际应用中,LED 驱动电源易损坏的问题却十分常见,不仅增加了维护成本,还影响了用户体验。要解决这一问题,需从设计、生...

关键字: 驱动电源 照明系统 散热

根据LED驱动电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。

关键字: LED 设计 驱动电源

电动汽车(EV)作为新能源汽车的重要代表,正逐渐成为全球汽车产业的重要发展方向。电动汽车的核心技术之一是电机驱动控制系统,而绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为电机驱动系统中的关键元件,其性能直接影响到电动汽车的动力性能和...

关键字: 电动汽车 新能源 驱动电源

在现代城市建设中,街道及停车场照明作为基础设施的重要组成部分,其质量和效率直接关系到城市的公共安全、居民生活质量和能源利用效率。随着科技的进步,高亮度白光发光二极管(LED)因其独特的优势逐渐取代传统光源,成为大功率区域...

关键字: 发光二极管 驱动电源 LED

LED通用照明设计工程师会遇到许多挑战,如功率密度、功率因数校正(PFC)、空间受限和可靠性等。

关键字: LED 驱动电源 功率因数校正

在LED照明技术日益普及的今天,LED驱动电源的电磁干扰(EMI)问题成为了一个不可忽视的挑战。电磁干扰不仅会影响LED灯具的正常工作,还可能对周围电子设备造成不利影响,甚至引发系统故障。因此,采取有效的硬件措施来解决L...

关键字: LED照明技术 电磁干扰 驱动电源

开关电源具有效率高的特性,而且开关电源的变压器体积比串联稳压型电源的要小得多,电源电路比较整洁,整机重量也有所下降,所以,现在的LED驱动电源

关键字: LED 驱动电源 开关电源

LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。

关键字: LED 隧道灯 驱动电源
关闭