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windows 下进程池的操作

在Windows上创建进程是一件很容易的事,但是在管理上就不那么方便了,主要体现在下面几个方面: 1. 各个进程的地址空间是独立的,想要在进程间共享资源比较麻烦 2. 进程间可能相互依赖,在进程间需要进行同步时比较麻烦 3. 在服务器上可能会出现一个进程创建一大堆进程来共同为客户服务,这组进程在逻辑上应该属于同一组进程 为了方便的管理同组的进程,Windows上提供了一个进程池来管理这样一组进程,在VC中将这个进程池叫做作业对象。它主要用来限制池中内存的一些属性,比如占用内存数,占用CPU周期,进程间的优先级,同时提供了一个同时关闭池中所有进程的方法。下面来说明它的主要用法

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老版VC++线程池

在一般的设计中,当需要一个线程时,就创建一个,但是当线程过多时可能会影响系统的整体效率,这个性能的下降主要体现在:当线程过多时在线程间来回切换需要花费时间,而频繁的创建和销毁线程也需要花费额外的机器指令,同时在某些时候极少数线程可能就可以处理大量,比如http服务器可能只需要几个线程就可以处理用户发出的http请求,毕竟相对于用户需要长时间来阅读网页来说,CPU只是找到对应位置的页面返回即可。在这种情况下为每个用户连接创建一个线程长时间等待再次处理用户请求肯定是不划算的。为了解决这种问题,提出了线程池的概念,线程池中保存一定数量的 线程,当需要时,由线程池中的某一个线程来调用对应的处理函数。通过控制线程数量从而减少了CPU的线程切换,而且用完的线程还到线程池而不是销毁,下一次再用时直接从池中取,在某种程度上减少了线程创建与销毁的消耗,从而提高效率 在Windows上,使用线程池十分简单,它将线程池做为一个整体,当需要使用池中的线程时,只需要定义对应的回调函数,然后调用API将回调函数进行提交,系统自带的线程池就会自动执行对应的回调函数。从而实现任务的执行,这种方式相对于传统的VC线程来说,程序员不再需要关注线程的创建与销毁,以及线程的调度问题,这些统一由系统完成,只需要将精力集中到逻辑处理的回调函数中来,这样将程序员从繁杂的线程控制中解放出来。同时Windows中线程池一般具有动态调整线程数量的自主行为,它会根据线程中执行任务的工作量来自动调整线程数,即不让大量线程处于闲置状态,也不会因为线程过少而有大量任务处于等待状态。 在windows上主要有四种线程池 1. 普通线程池 2. 同步对象等待线程池 3. 定时器回调线程池 4. 完成端口回调线程池

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IOCP异步优化

2. IO操作: CPU会把内存中的程序委托给其他的网络、磁盘等驱动程序,让这些外部的驱动程序来进行具体的处理,处理完成以后再返回给内存程序。对于这两类操作的优化方式是不一样的。内存操作的特点是占用CPU资源,CPU不断的计算。对于内存密集型的操作(Compute-Bound Operation)的优化,我们可以把一个大任务拆分成多个互不影响的子任务,那么就能让多个CPU同时参与运算,最后合并子任务的结果,所花的时间自然就少了。所以内存密集型的操作(Compute-Bound Operation)的优化有一个前提:超线程、多核、甚至是真正的多个CPU的计算机能够同时运行多个线程,对于只有一个CPU的计算机不适合。多线程之间的状态切换是需要额外的CPU资源的。IO操作的特点是基本不占用CPU资源,但是它会占用当前的工作者线程,并使其进入等待状态,等待IO完成的处理结果,然后在继续执行。但是在ASP.NET这种天然多线程的环境里,CLR线程池容量是有上限的,这个上限也代表了应用程序最多可以同时执行的请求数量。如果我们CLR线程池的所有线程都进入了IO等待状态,当再有新用户进来,我们的服务就停止响应了。目前我们IO操作的缺点是当前工作者线程同步等待IO,任何IO处理都会霸占一条工作者线程。所以对于IO密集型的操作(IO-Bound Operation)的优化,我们的思路是使用IOCP(I/O Completion Port)。IOCP翻译了中文是IO完成端口,它是一种异步形态,原理是这样的:当前工作者线程在进行IO处理时,委托给某个设备驱动程序,然后自己返回线程池,当IO完成后,OS会通过IOCP提醒CLR它工作已经完成,当CLR接收到通知后,会唤醒一个I/O线程并且运行用户的回调。

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