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最近在部门内做了个高性能网络编程的培训,近日整理了下PPT,欲写成一系列文章从应用角度谈谈它。

编写服务器时,许多程序员习惯于使用高层次的组件、中间件(例如OO(面向对象)层层封装过的开源组件),相比于服务器的运行效率而言,他们更关注程序开发的效率,追求更快的完成项目功能点、希望应用代码完全不关心通讯细节。他们更喜欢在OO世界里,去实现某个接口、实现这个组件预定义的各种模式、设置组件参数来达到目的。学习复杂的通讯框架、底层细节,在习惯于使用OO语言的程序员眼里是绝对事倍功半的。以上做法无可厚非,但有一定的局限性,本文讲述的网络编程头前冠以“高性能”,它是指程序员设计编写的服务器需要处理很大的吞吐量,这与简单网络应用就有了质的不同。因为:

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(本文包括章节:1、由来,2、算法简单回顾,3、演习道具,4、演习,5、算法提出者Leslie的八卦。hoho)

由来

刘备接受了诸葛亮的提议,决定将paxos算法的思想应用到蜀帝国的决策机制上。然而,玄德生性谨慎,决定先行试点,实践下可行性。孔明提议,由蜀国五大肌肉男:关羽、张飞、赵云、马超、黄忠,做为决策者,而廖化、周仓、魏延分别无序的提出关于同一件事的水火不容的三个提案,孔明坚信:即使脑残者使用了paxos算法,也不会出现冲突的政令不一情况。paxos算法理论以及刘备是怎么被孔明忽悠的部分,同学们可以参考上篇《paxos分布式一致性算法–讲述诸葛亮的反穿越》

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引子

一日,诸葛亮找到刘备,突然献上一曲《独角戏》,而后放声大哭。刘备正沉醉于新曲,暗叹孔明大才,竟作得如此不凡仙乐,看到孔明忽而大悲,慌问:“水,何事悲恸?”

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多核CPU现在很常见,那么问题来了,一个程序在运行时,只在一个CPU核上运行?还是交替在多个CPU核上运行呢?Linux内核是如何在多核间调度进程的呢?又是内核又是CPU核,两个核有点绕,下面称CPU处理器来代替CPU核。

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内核在微观上,把CPU的运行时间分成许多分,然后安排给各个进程轮流运行,造成宏观上所有的进程仿佛同时在执行。双核CPU,实际上最多只能有两个进程在同时运行,大家在top、vmstat命令里看到的正在运行的进程,并不是真的在占有着CPU哈。
所以,一些设计良好的高性能进程,比如nginx,都是实际上有几颗CPU,就配几个工作进程,道理就在这。比如你的服务器有8颗CPU,那么nginx worker应当只有8个,当你多于8个时,内核可能会放超过多个nginx worker进程到1个runqueue里,会发生什么呢?就是在这颗CPU上,会比较均匀的把时间分配给这几个nginx worker,每个worker进程运行完一个时间片后,内核需要做进程切换,把正在运行的进程上下文保存下来。假设内核分配的时间片是100ms,做进程切换的时间是5ms,那么进程性能下降还是很明显的,跟你配置的worker有关,越多下降得越厉害。

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