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百万并发「零拷贝」技术系列之Linux实现

上一篇推文《百万并发「零拷贝」技术系列之初探门径》中的示例告诉我们：传统的I/O操作读取文件并通过Socket发送，需要经过4次上下文切换、2次CPU数据拷贝和2次DMA控制器数据拷贝，如下图 ?...从中也可以看得出提高性能可以从减少数据拷贝和上下文切换的次数着手，在Linux操作系统层面上有4种实现方案：内存映射mmap、sendfile、splice、tee，这些实现中或多多少的减少数据拷贝次数或减少上下文切换次数...对sendfile进行了优化，为DMA控制器引入了gather功能，就是在不拷贝数据到网络缓冲区，而是将待发送数据的内存地址和偏移量等描述信息存在网络缓冲区，DMA根据描述信息从内核的读缓冲区截取数据并发送...； CPU通知DMA控制器把文件数据拷贝到内核缓冲区； 把内核缓冲区地址和sendfile的相关参数作为数据描述信息存在网络缓冲区中； CPU通知DMA控制器，DMA根据网络缓冲区中的数据描述截取数据并发送...splice 鉴于Sendfile的缺点，在Linux2.6.17中引入了Splice，它在读缓冲区和网络操作缓冲区之间建立管道避免CPU拷贝：先将文件读入到内核缓冲区，然后再与内核网络缓冲区建立管道。

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基于 Nginx 实现 10万+ 并发，Linux 内核优化

来源：http://t.cn/EyQTMwG 由于默认的Linux内核参数考虑的是最通用场景，这明显不符合用于支持高并发访问的Web服务器的定义，所以需要修改Linux内核参数，是的Nginx可以拥有更高的性能...可以做的事情很多，不过，我们通常会根据业务特点来进行调整，当Nginx作为静态web内容服务器、反向代理或者提供压缩服务器的服务器时，期内核参数的调整都是不同的，这里针对最通用的、使Nginx支持更多并发请求的...tcp_max_syn_backlog = 8192 #这个参数表示TCP三次握手建立阶段接受SYN请求列队的较大长度，默认1024，将其设置的大一些可以使出现Nginx繁忙来不及accept新连接的情况时，Linux...net.core.somaxconn=262114 选项默认值是128，这个参数用于调节系统同时发起的TCP连接数，在高并发的请求中，默认的值可能会导致链接超时或者重传，因此需要结合高并发请求数来调节此值

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    Linux笔记（12）| 几种并发式IO的实现方法

    今天分享的是几种实现并发式IO的方法。什么是并发式IO呢？...可以简单理解为比如要同时读取几个文件的数据，但是这些文件什么时候可以读取是不确定的，要实现当某个文件可以读取的时候就立马去读取，这就是并发式。...首先提出一个问题：如果我们需要读取键盘和鼠标的信息，当键盘有按下的时候把按下的内容读取出来并且打印到屏幕上，当鼠标有动静的时候也把鼠标的设备文件读取出来，该怎么实现呢？...二、使用select函数或者poll函数 select函数和poll函数功能上差不多，是Unix两个不同的派系衍生出来的函数，后来linux把它们都吸收了。...select函数在上一节使用到了，可以回顾一下：Linux笔记（11）| 网络编程之自己动手写一个服务器和客户端 select函数首先把把要监听的文件描述符fd添加到一个集合里面，然后调用select

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    【Linux】进程池实现指南：掌控并发编程的核心

    文章链接：https://cloud.tencent.com/developer/article/2465509 大家好，我是Yui_，一位努力学习C++/Linux的博主~ 如果文章知识点有错误的地方...分享给更多人：欢迎分享给更多对 Linux感兴趣的朋友，一起学习！1.为什么要有进程池如果你了解过STL的底层设计，你会发现在其中会有一个叫做内存池的设计。...进程池的实现（重点）本文将着重讲解进程池的实现步骤。初始化通过运行可执行文件时传入的参数来创建一定数量的子进程。如：创建5个子进程....return 0;}现在我们来分析下，我们要实现进程池的功能：创建子进程，发送任务给子进程执行，子进程的轮询，杀死进程，等待进程，一些Debug功能。这样的话我们完全可以创建一个类来封装这些功能。...实现相对应的工作。

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    Linux并发与同步

    在Linux进程基础中提到，Linux以进程为单位组织操作，Linux中的线程也都基于进程。尽管实现方式有异于其它的UNIX系统，但Linux的多线程在逻辑和使用上与真正的多线程并没有差别。...回忆我们在Linux从程序到进程中提到的栈的功能和用途。一个栈，只有最下方的帧可被读写。相应的，也只有该帧对应的那个函数被激活，处于工作状态。为了实现多线程，我们必须绕开栈的限制。...并发 多线程相当于一个并发(concunrrency)系统。并发系统一般同时执行多个任务。如果多个任务可以共享资源，特别是同时写入某个变量的时候，就需要解决同步的问题。...在并发情况下，指令执行的先后顺序由内核决定。同一个线程内部，指令按照先后顺序执行，但不同线程之间的指令很难说清除哪一个会先执行。...这里关注的是逻辑上的概念，而不是具体的实现和语言规范。

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    深入Linux并发同步

    并发 是指在某一时间段内能够处理多个任务的能力，而 并行 是指同一时间能够处理多个任务的能力。并发和并行看起来很像，但实际上是有区别的，如下图（图片来源于网络）： ?...原子操作 上面介绍过，并发有可能会打断当前执行的进程，然后替切换成其他进程执行。...，那么就不能使用原子操作了，这时候可以使用 锁 来实现。...在Linux内核中，比较常用的锁有：自旋锁、信号量、读写锁 等，下面介绍一下自旋锁和信号量的实现。 自旋锁 自旋锁 只能在多核CPU系统中，其核心原理是 原子操作，原理如下图： ?...由于Linux的自旋锁使用汇编实现，所以比较苦涩难懂，这里使用C语言来模拟一下： void spin_lock(amtoic_t *lock) { again: result = --(*lock

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    Linux下突破限制实现高并发量服务器

    也就是说 缺省情况下，基于Linux的通讯程序最多允许同时1014个TCP并发连接。...3、使用支持高并发网络I/O的编程技术 在Linux上编写高并发TCP连接应用程序时，必须使用合适的网络I/O技术和I/O事件分派机制。...而如果使用epoll或AIO，则没有上述问题(早期Linux内核的AIO 技术实现是通过在内核中为每个 I/O请求创建一个线程来实现的，这种实现机制在高并发TCP连接的 情形下使用其实也有严重的性能问题...但在最新的Linux内核中，AIO的实现已经得 到改进)。...综上所述，在开发支持高并发TCP连接的Linux应用程序时，应尽量使用epoll或AIO技术来实现 并发的TCP连接上的I/O控制，这将为提升程序 对高并发TCP连接的支持提供有效的I/O保证。

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    LINUX环境并发服务器的三种实现模型

    目前最常用的服务器模型有： ·循环服务器：服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求 ·并发服务器：服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求 1.1 UDP循环服务器的实现方法： UDP循环服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求...socket(...); bind(...); listen(...); while(1) { accept(...); process(...); close(...); } 2 三种并发服务器实现方法...并发服务器设计技术一般有：多进程服务器、多线程服务器、I/O复用服务器等。 2.1 多进程并发服务器 在Linux环境下多进程的应用很多,其中最主要的就是网络/客户服务器。...TCP多进程并发服务器 TCP并发服务器的思想是每一个客户机的请求并不由服务器直接处理，而是由服务器创建一个子进程来处理。...它也可用于并发服务器的设计，常用函数select或 poll来实现。

    1.4K40

    CompletableFuture实现并发调用

    并发调用的必要性 REST架构就像是一个高效的多厨师厨房，每个厨师都能独立操作，不必等前一个厨师的工作完成，大家各自负责自己的任务，节省了大量时间。...它的并发调用优势体现得尤为明显： • 不同的接口可以同时处理请求，就像多位厨师同时准备不同的菜肴，减少了总的等待时间； • 充分调动了每个厨师的工作能力，避免了厨房里有人闲着等待，CPU和网络资源也得到了高效利用...CompletableFuture实现并发请求 CompletableFuture 作为 Java 8 引入的异步编程工具，提供了强大的任务编排能力。...以下示例展示了如何使用它实现 REST 接口的并行调用： package com.funtester.example; import java.net.URI; import java.net.http...技术优势总结 采用 CompletableFuture 来实现并发调用，犹如厨房里多个厨师分工合作、互不干扰，每个人专注于自己的一道菜。

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    使用Akka实现并发

    我需要的是一个为我提供并发处理的框架，我只能专注于它的业务逻辑部分。我找到了这样一个框架：Akka。Akka基于Erlang actor模型。...如果您阅读上述问题的实现方式，则使用拉策略实现，消费者线程将在完成当前任务后执行新任务。所以我们需要等到生产者准备好了。如果系统更具反应性，那不是很容易吗？...Actors actors给你带来： 简单和高级的并发和并行抽象。 异步，非阻塞和高性能的事件驱动编程模型。 非常轻量级的事件驱动进程（每GB堆内存数百万个actor）。 使用Akka非常容易。...它只需要实现onRecieve方法，以便它对tell调用作出反应。...Akka的核心，akka-actor，非常小，很容易被放入现有的项目中，你需要异步和无锁并发而不会有麻烦。“向外扩展（Remoting）”确实看起来很有意义，对吧？

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    深度剖析Linux内核同步机制：实现高效可靠的并发编程

    Linux内核提供哪些方法用于实现相互排斥与同步的机制？ 1、什么是相互排斥与同步？（通俗理解） 相互排斥与同步机制是计算机系统中，用于控制进程对某些特定资源的訪问的机制。...先要了解下面预备知识：（临界资源与并发源） 在linux系统中，我们把对共享的资源进行訪问的代码片段称为临界区。把导致出现多个进程对同一共享资源进行訪问的原因称为并发源。...Linux系统下并发的主要来源有： 中断处理：比如，当进程在訪问某个临界资源的时候发生了中断。随后进入中断处理程序，假设在中断处理程序中。也訪问了该临界资源。...如前所述可知：採用同步机制的目的就是避免多个进程并发并发訪问同一临界资源。 一、概述 近期深入的学习了 Linux 内核同步机制，将相关内容整理于此，既是一次梳理，也是一个分享，希望能帮助到读者一二。...对于同步机制的代码分析来说，了解中断的概念即可，不需要深入分析内核的具体代码实现。抢占属于进程调度的概念，Linux 内核从 2.6 版本开始支持抢占调度。

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