Linux Apache和Nginx网络模型详解

进程阻塞和挂起的定义：

阻塞是由于进程所需资源得不到满足，并会最终导致进程被挂起

    进程挂起的原因并不一定是由于阻塞，也有可能是时间片得不到满足，挂起状态是进程从内存调度到外存中的一种状态，若在就绪态时，从内存调出到外存中，就是就绪挂起态，若在阻塞态时，从内存调出到外存中，就转换成了阻塞挂起态

 

 

Nginx的高并发得益于其采用了epoll模型，与传统的服务器程序架构不同，epoll是linux内核2.6以后才出现的。下面通过比较Apache和Nginx工作原理来比较。

传统Apache都是多进程或者多线程来工作，假设是多进程工作（prefork），apache会先生成几个进程，类似进程池的工作原理，只不过这里的进程池会随着请求数目的增加而增加。对于每一个连接，apache都是在一个进程内处理完毕。具体是 recv（），以及根据 URI 去进行磁盘I/O来寻找文件，还有 send（）都是阻塞的。其实说白了都是 apche 对于套接字的I/O，读或者写，但是读或者写都是阻塞的，阻塞意味着进程就得挂起进入sleep状态，那么一旦连接数很多，Apache必然要生成更多的进程来响应请求，一旦进程多了，CPU对于进程的切换就频繁了，很耗资源和时间，所以就导致apache性能下降了，说白了就是处理不过来这么多进程了。其实仔细想想，如果对于进程每个请求都没有阻塞，那么效率肯定会提高很多。

Nginx采用epoll模型，异步非阻塞。对于Nginx来说，把一个完整的连接请求处理都划分成了事件，一个一个的事件。比如accept（）， recv（），磁盘I/O，send（）等，每部分都有相应的模块去处理，一个完整的请求可能是由几百个模块去处理。真正核心的就是事件收集和分发模块，这就是管理所有模块的核心。只有核心模块的调度才能让对应的模块占用CPU资源，从而处理请求。拿一个HTTP请求来说，首先在事件收集分发模块注册感兴趣的监听事件，注册好之后不阻塞直接返回，接下来就不需要再管了，等待有连接来了内核会通知你(epoll的轮询会告诉进程)，cpu就可以处理其他事情去了。一旦有请求来，那么对整个请求分配相应的上下文（其实已经预先分配好），这时候再注册新的感兴趣的事件(read函数)，同样客户端数据来了内核会自动通知进程可以去读数据了，读了数据之后就是解析，解析完后去磁盘找资源（I/O），一旦I/O完成会通知进程，进程开始给客户端发回数据send()，这时候也不是阻塞的，调用后就等内核发回通知发送的结果就行。整个下来把一个请求分成了很多个阶段，每个阶段都到很多模块去注册，然后处理，都是异步非阻塞。异步这里指的就是做一个事情，不需要等返回结果，做好了会自动通知你。

select/epoll的特点

select的特点：select 选择句柄的时候，是遍历所有句柄，也就是说句柄有事件响应时，select需要遍历所有句柄才能获取到哪些句柄有事件通知，因此效率是非常低。但是如果连接很少的情况下， select和epoll的LT触发模式相比， 性能上差别不大。
这里要多说一句，select支持的句柄数是有限制的， 同时只支持1024个，这个是句柄集合限制的，如果超过这个限制，很可能导致溢出，而且非常不容易发现问题， 当然可以通过修改linux的socket内核调整这个参数。
epoll的特点：epoll对于句柄事件的选择不是遍历的，是事件响应的，就是句柄上事件来就马上选择出来，不需要遍历整个句柄链表，因此效率非常高，内核将句柄用红黑树保存的。
对于epoll而言还有ET和LT的区别，LT表示水平触发，ET表示边缘触发，两者在性能以及代码实现上差别也是非常大的。