阻塞IO服务器模型之多线程服务器模型

针对单线程服务器模型的特点，我们可以对其进行改进，使之能对多个客户端同时进行响应。最简单的改进即是使用多线程（或多进程）服务器模型，在应用层级别，我们一般采用多线程模式。多线程能让多个客户端同时请求，并能几乎同时对这些请求进行响应，而不用排队一个一个处理，能同时为多个客户端提供一问一答的服务。

图2-6-1-2 多线程阻塞服务器模型

多线程服务器模型核心就是利用多线程机制，为每个客户端分配一个线程。如图2-6-1-2，服务器初始化一个Serversocket实例，绑定某个端口号，并使之监听客户端的访问。两个客户端几乎同时过来请求，服务器在接收到客户端请求后，创建两条线程进行处理，直到响应完成。在这过程中，服务器只是简单的负责接收消息，然后交给处理者线程来处理，服务器能在短时间内接收多个客户端的请求。

这种模型也是阻塞式的，因为每个线程向客户端写入消息并不是马上返回的，图2-6-1-2中黑块这段时间片就是阻塞时间。但这种模式比单线程处理性能明显高了，不用等到第一个请求处理完才处理第二个。对于多线程，如果线程数大于CPU数量，那么操作系统将会在多个线程之间调度，从而使其他线程能使用CPU，每调度一次导致一次上下文切换，大多通用的处理器中，每次调度大概需要5000-10000个时钟周期，大概几微妙。

用这种多线程服务器模型就能真正地完美解决问题了吗？其实不然，随着客户端的数量越来越多，当达到成百上千路连接请求时，多线程操作会严重消耗系统cpu资源，并且多线程更容易进入假死状态。对此提出了“线程池”的概念，线程池在启动时先把一定数量的线程先创建好放到内存中，并且使用完不真正销毁线程，而是放回池里，以供新任务使用。这种缓存池机制能有效减少线程创建与销毁的频率，大大降低系统开销。这种机制在Tomcat中也是有所体现，如图2-6-1-3，当一个请求过来时尝试从池里获取一个线程，如果有空闲线程则返回一个线程供使用，而如果没有空闲线程了则直接关闭socket连接拒绝服务，保证服务器在处理能力范围内运行

图2-6-1-3 多线程阻塞服务器模型-线程池

多线程服务器模型的特点：能支持对多个客户端同时进行响应，处理能力得到大大的提高，有较大的并发量，但服务器系统资源消耗较大，同时拥有较复杂的结构，实现的代码也相对比较复杂。这种模型适用于访问并发量较大，请求是短期的、无状态的，业务逻辑比较复杂，对响应时间要求较高的场合。

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