001 仿muduo库实现高性能服务器组件

本文主要是介绍001 仿muduo库实现高性能服务器组件_项目简介，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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文章目录

一、项目简介
二、所需知识储备
三、什么是muduo
四、Reactor模式
- - 单Reactor单线程：单I/O多路复⽤+业务处理
  - 单Reactor多线程：单I/O多路复⽤+线程池（业务处理）
  - 多Reactor多线程：多I/O多路复⽤+线程池（业务处理）

一、项目简介

我们知道通过socket可以实现一个简单的tcp服务器，可以进行简单的通信，但是如果有很多的客户端同时进行请求，那么很明显效率不高，该项目目标就是设计出是⼀个⾼并发服务器组件，可以简洁快速的完成一个高性能的服务器搭建，在此服务器的基础上，使用者可以添加各种应用层协议，由此实现多种功能的服务器，例如：HTTP服务器、FTP服务器、SSH服务器…
本项目则实现较为常见的HTTP服务器，即搭建出服务器组件后，只需要在应用层添加HTTP协议支持，便可完成一个服务器的搭建。
本项目核心集中在实现高并发高性能服务器组件（80%），通过该组件的设计可以学到Reactor的事件驱动处理模式的设计思想，其次20%在应用层协议支持上。
本项目服务器组件的设计代码量在1300行左右，HTTP协议支持代码量在600行左右，另外的本项目不包含任何的业务逻辑，具体要让服务器进行怎样的业务逻辑处理，得看组件使用者，组件使用者也只需要添加业务逻辑处理的接口即可。

二、所需知识储备

Linux：多线程、网络套接字编程、多路转接技术（epoll）、网络协议了解
C++：类和对象、多态、继承。一些C++11以及C++17的新特性：比如function、bind、智能指针（shared_ptr、weak_ptr）、mutex、regex正则表达式、any。

三、什么是muduo

Muduo 是一个用于 Linux 多线程服务器的 C++ 非阻塞网络库，由陈硕所写。它主要设计用于需要高性能网络通信的服务器端应用程序，特别适合于构建高并发的在线服务和分布式系统。Muduo 的设计哲学强调简单、高效和可靠，它提供了一套丰富的 API 来简化网络编程的复杂性，同时保持高性能。

四、Reactor模式

Reactor 模式是一种事件处理的设计模式，用于异步IO。这种模式通过将请求处理分配给不同的处理器来响应并处理IO事件，特别适用于高并发环境下的网络服务器。Reactor 模式能有效地管理和处理大量并发输入/输出操作，减少系统资源消耗，提高应用性能。
简单理解就是使用 io多路复用统⼀监听事件，收到事件后分发给处理进程或线程，是编写高性能网络服务器的必备技术之一。
Reactor模型可以分为三种类型：① 单Reactor单线程，② 单Reactor多线程，③ 多Reactor多线程。

单Reactor单线程：单I/O多路复⽤+业务处理

通过IO多路复⽤模型进⾏客⼾端请求监控
触发事件后，进⾏事件处理
a. 如果是新建连接请求，则获取新建连接，并添加⾄多路复⽤模型进⾏事件监控。
b. 如果是数据通信请求，则进⾏对应数据处理（接收数据，处理数据，发送响应）。
优点：所有操作均在同⼀线程中完成，思想流程较为简单，不涉及进程/线程间通信及资源争抢问题。
缺点：所有的事件监控以及业务处理都是在一个线程中完成的，⽆法有效利⽤CPU多核资源，很容易达到性能瓶颈。
适⽤场景：适⽤于客⼾端数量较少，且处理速度较为快速的场景。（处理较慢或活跃连接较多，会导致串⾏处理的情况下，后处理的连接⻓时间⽆法得到响应）

单Reactor多线程：单I/O多路复⽤+线程池（业务处理）

Reactor线程通过I/O多路复⽤模型进⾏客⼾端请求监控
触发事件后，进⾏事件处理
a. 如果是新建连接请求，则获取新建连接，并添加⾄多路复⽤模型进⾏事件监控。
b. 如果是数据通信请求，则接收数据后分发给Worker线程池进⾏业务处理。
c. ⼯作线程处理完毕后，将响应交给Reactor线程进⾏数据响应
优点：充分利⽤CPU多核资源
缺点：多线程间的数据共享访问控制较为复杂，单个Reactor 承担所有事件的监听和响应，在单线程中
运⾏，⾼并发场景下容易成为性能瓶颈

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多Reactor多线程：多I/O多路复⽤+线程池（业务处理）

在主Reactor中处理新连接请求事件，有新连接到来则分发到⼦Reactor中监控
在⼦Reactor中进⾏客⼾端通信监控，有事件触发，则接收数据分发给Worker线程池
Worker线程池分配独⽴的线程进⾏具体的业务处理
a. ⼯作线程处理完毕后，将响应交给⼦Reactor线程进⾏数据响应
优点：充分利⽤CPU多核资源，主从Reactor各司其职

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