章节目录 I/O复用 IO多路复用 多路复用-select、epoll select epoll 优缺点总结 linux 更改文件描述符大小的命令 - 面试会问 I/O复用 什么是I/O复用 I/O复用 解决的是并发性请求的问题。 处理多个并发请求,要产生多个I/O流来进行系统内核数据的读取。 常用的两种处理方式是串行,前一个阻塞,后面无法继续进行处理、并行处理请求-实现最大并发和吞吐。 I/O复用定义为:一个socket作为复用来完成整个I/O流的请求链接建立,处理请求则采用多线程。 IO多路复用 普通版
首先,Redis 是跑在单线程中的,所有的操作都是按照顺序线性执行的,但是由于读写操作等待用户输入或输出都是阻塞的,所以 I/O 操作在一般情况下往往不能直接返回,这会导致某一文件的 I/O 阻塞导致整个进程无法对其它客户提供服务,而 I/O 多路复用就是为了解决这个问题而出现的。
IO复用是串行的a有问题处理a的,但是a的问题要处理10个小时b就得等待10个小时
redis是单线程的(不严谨的讲法的哈),为什么还这么快,很多人相信会回答因为redis是基于内存操作的, 内存的读写速度是非常快的。答到这,逼格还是不够高的,基于内存是一方面,但还有一个关键点是:redis采用了多路复用技术,今天我们就来聊聊这个点。
本文内容基于 Redis 6.0 以前的版本编写,因为 6.0 之后 Redis 在网络处理这一块采用了多线程模式,但是 I/O 多路复用的模型还在,变化不大。本文有不当之处,大家轻喷!
作为即时通讯技术的开发者来说,高性能、高并发相关的技术概念早就了然与胸,什么线程池、零拷贝、多路复用、事件驱动、epoll等等名词信手拈来,又或许你对具有这些技术特征的技术框架比如:Java的Netty、Php的workman、Go的nget等熟练掌握。但真正到了面视或者技术实践过程中遇到无法释怀的疑惑时,方知自已所掌握的不过是皮毛。
当别人问我们Redis这么快的时候,很多小白都只会简简单单的回答,因为Redis它是基于内存存储的,使用内存存储数据,可以避免频繁的进行写盘操作,大大降低响应时间。这个确实是一个原因,但回答的还是不够面。起码在这里还得回答上高效的数据结构以及IO网络多路复用的设计架构。
I/O是input/output的缩写,表示计算机与外接设备之间的数据传输。最常见的I/O类型有磁盘I/O、网络IO。IO和CPU比起来是非常低效的,为了保障应用程序的运行效率,Linux支持多种IO模型。
Redis是目前广为人知的一个内存数据库,在各个场景中都有着非常丰富的应用,前段时间Redis推出了6.0的版本,在新版本中采用了多线程模型。
一、linux网络IO模型:linux将所有外部设备都当作文件处理,对一个文件的读写操作通过调用内核命令执行,返回一个file descriptor(fd 文件描述符),而对于一个socket也有对应的socketFD,描述符是一个数字,指向内核中的一个结构体(文件路径,数据区属性等)。
>>> send_data = input("--->").encode()
本篇是高性能、高并发系列的第三篇,承接上文《读取文件时程序经历了什么》,在讲解了进程、线程以及I/O后,我们来到了高并发中又一关键技术,即I/O多路复用。
IO模型 只关注IO,不关注IO读写完成后的事情。 同步:程序(APP)自己进行读/写操作 异步:由Kernel完成读/写,程序跑起来感觉像没有访问IO,访问的是buffer 阻塞:BLOCKING,一直等待着方法有效的返回结果 非阻塞:NONBLOCKING,调用方法的时候就返回是否读取到,(java中要么返回null,要么返回具体的对象) 所以IO模型有: 同步阻塞:程序(APP)自己读取,调用了方法后一直等待着有效的返回结果 同步非阻塞:程序(APP)自己读取,调用方法的瞬间就给出是否读取到的返回结
前面介绍了NIO中的buffer和Channel,而我们将NIO主要的使用场景还是在网络环境中,在具体介绍之前我们需要了解下IO的模型
Linux 的内核将所有外部设备都看做一个文件来操作(一切皆文件),对一个文件的读写操作会调用内核提供的系统命令,返回一个file descriptor(fd,文件描述符)。而对一个socket的读写也会有响应的描述符,称为socket fd(socket文件描述符),描述符就是一个数字,指向内核中的一个结构体(文件路径,数据区等一些属性)。
网络I/O的本质是socket的读取,socket在linux系统被抽象为流,I/O可以理解为对流的操作。这个操作又分为两个阶段:
epoll 可以说是编写高性能服务端程序必不可少的技术,在介绍 epoll 之前,我们先来了解一下 多路复用I/O 吧。
最近在看 UNIX 网络编程并研究了一下 Redis 的实现,感觉 Redis 的源代码十分适合阅读和分析,其中 I/O 多路复用(mutiplexing)部分的实现非常干净和优雅,在这里想对这部分的内容进行简单的整理。
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假设你是一个机场的空管, 你需要管理到你机场的所有的航线, 包括进港,出港, 有些航班需要放到停机坪等待,有些航班需要去登机口接乘客。
《Redis设计与实现》读书笔记(十六) ——Redis文件事件 (原创内容,转载请注明来源,谢谢) 一、概述 redis服务器是一个事件驱动程序,服务器需要处理以下两类事件: 1)文件事件(fileevent),redis服务器与客户端通过socket连接,文件事件是对socket的抽象,服务器与客户端通信会产生文件事件,服务器通过监听文件事件产生一系列操作。 2)时间事件(timeevent),redis的部分操作需要定时执行,主要是serverCr
作者:jaydenwen,腾讯 pcg 后台开发工程师 在互联网中提起网络,我们都会避免不了讨论高并发、百万连接。而此处的百万连接的实现,脱离不了网络 IO 的选择,因此本文作为一篇个人学习的笔记,特此进行记录一下整个网络 IO 的发展演变过程。以及目前广泛使用的网络模型。 1.网络 IO 的发展 在本节内容中,我们将一步一步介绍网络 IO 的演变发展过程。介绍完发展过程后,再对网络 IO 中几组容易混淆的概念进行对比、分析。 1.1 网络 IO 的各个发展阶段 通常,我们在此讨论的网络 IO 一
上图以 UDP 的 Socket 调用为例,进程调用 recvfrom 后,系统调用直到数据报到达且被复制到用户空间中或发生错误才返回。进程从调用开始到它返回的整段时间内是被阻塞的。recvfrom 成功返回后,应用进程开始处理数据报。
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在分享这次面试经典题目汇总之前,预告一下,下期分享面试题目汇总,会把之前网友在群里分享的一份面试题目答案完善出来:
https://draveness.me/redis-io-multiplexing
很多的小伙伴,被java IO 模型,搞得有点儿晕,一会儿是4种模型,一会儿又变成了5种模型。
假设你是一个机场的空管,你需要管理到你机场的所有的航线, 包括进港,出港,有些航班需要放到停机坪等待,有些航班需要去登机口接乘客。
在现代计算机系统中,I/O操作是非常重要的一部分,它们通常包括读取或写入文件、网络通信等。然而,由于I/O操作通常涉及到硬件设备,其速度远远低于CPU和内存的处理速度,因此,如何高效地处理I/O操作,是一个重要的问题。
1.redis是基于内存的,内存的读写速度非常快(纯内存); 数据存在内存中,数据结构用HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)。
不是白白浪费了 CPU 的资源吗? 官方解释说,因为单线程已经够用了,CPU 不是 redis 的瓶颈。Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现,而且 CPU 不会成为瓶颈,那就顺理成章地采用单线程的方案了。
在今天,大部分的服务都是 I/O 密集型的,应用程序会花费大量时间等待 I/O 操作执行完成。网络轮询器就是 Go 语言运行时用来处理 I/O 操作的关键组件,它使用了操作系统提供的 I/O 多路复用机制增强程序的并发处理能力。本节会深入分析 Go 语言网络轮询器的设计与实现原理。
从JDK 7版本开始,Java新加入的文件和网络io特性称为nio2(new io 2, 因为jdk1.4中已经有过一个nio了),包含了众多性能和功能上的改进,其中最重要的部分,就是对异步io的支持,称为Java AIO(asynchronous IO)。 因为AIO的实施需充分调用OS参与,IO需要操作系统支持、并发也同样需要操作系统的支持,所以性能方面不同操作系统差异会比较明显。所以本文也附带介绍了Linux 2.6及以后版本新增的AIO特性(因为这跟Java AIO是对应关系)。 Java AIO
Redis 是基于内存的操作,CPU 不是 Redis 的瓶颈,Redis 的瓶颈最有可能是机器的内存的大小和网络的带宽,而且单线程的性能已经非常高了,就没有必要使用多线程了,所以 Redis 是单进程单线程的。提示:
之前有一章节介绍了Handler的常见面试题,今天就来说说另类的,可能你没关注的其他问题,一起看看吧。
程序员:假如我们执行A,B两个IO操作的时候,如果必须等待A完成后才能执行B那么这个就是
在内核中,为每个socket维护两个队列,一个是已建立连接的队列,也就是完成了三次握手,处于established状态,一个是还没有完全建立连接的队列,处于sync_rcvd状态。
I/O 一直是很多小伙伴难以理解的一个知识点,这篇文章我会将我所理解的 I/O 讲给你听,希望可以对你有所帮助。
👆点击“博文视点Broadview”,获取更多书讯 程序员编写代码执行I/O操作最终都逃不过文件这个概念。 在Unix/Linux世界中,文件是一个很简单的概念,作为程序员我们只需要将其理解为一个N字节的序列就可以了: b1, b2, b3, b4, ....... , bN 实际上,所有的I/O设备都被抽象为了文件这个概念,一切皆文件(Everything is File),磁盘、网络数据、终端,甚至进程间通信工具管道pipe等都被当成文件对待。 所有的I/O操作也都可以通过文件读写来实现,这一抽
网络应用需要处理的无非就是两大类问题,网络I/O,数据计算。相对于后者,网络I/O的延迟,给应用带来的性能瓶颈大于后者。
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