1.進程與線程
進程是具有一定獨立功能的程序,關於某個數據集合上的一次運行活動,進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。從邏輯角度來看,多線程的意義在於一個應用程序(進程)中,有多個執行部分可以同時執行。但操作系統並沒有將多個線程看做多個獨立的應用來實現,而是作為進程來調度和管理以及資源分配。這就是進程和線程的重要區別,進程和線程的主要差別在於,進程有獨立的地址空間,一個進程崩潰後,在保護模式下不會對其它進程產生影響,而線程只是一個進程中的不同執行路徑。線程有自己的堆棧和局部變量,但線程之間沒有單獨的地址空間,一個線程死掉就等於整個進程死掉,所以多進程的程序要比多線程的程序健壯,但在進程切換時,耗費資源較大,效率要差一些。但對於一些要求同時進行並且又要共享某些變量的並發操作,只能用線程,不能用進程。下面我們來說一說並發連接數。
2.並發連接數
(1).什麼是最大並發連接數呢?
最大並發連接數是服務器同一時間能處理最大會話數量。
(2).何為會話?
我們打開一個網站就是一個客戶端瀏覽器與服務端的一個會話,而我們瀏覽網頁是基於http協議。
(3).HTTP協議如何工作?
HTTP支持兩種建立連接的方式:非持久連接和持久連接(HTTP1.1默認的連接方式為持久連接)。
(4).瀏覽器與Web服務器之間將完成下列7個步驟
建立TCP連接
Web瀏覽器向Web服務器發送請求命令
Web瀏覽器發送請求頭信息
Web服務器應答
Web服務器發送應答頭信息
Web服務器向瀏覽器發送數據
Web服務器關閉TCP連接
一般情況下,一旦Web服務器向瀏覽器發送了請求數據,它就要關閉TCP連接,但是瀏覽器一般其頭信息加入了這行代碼 Connection:keep-alive,TCP連接在發送後將仍然保持打開狀態,於是,瀏覽器可以繼續通過相同的連接發送請求。保持連接目的,節省了為每 個請求建立新連接所需的時間,還節約了網絡帶寬。

3.並發連接數的計算方法
用戶下載服務器上的文件,則為一個連接,用戶文件下載完畢後這個連接就消失了。有時候用戶用迅雷的多線程方式下載的話,這一個用戶開啟了5個線程的話,就算是5個連接。
用戶打開你的頁面,就算停留在頁面沒有對服務器發出任何請求,那麼在用戶打開一面以後的15分鐘內也都要算一個在線。
上面的情況用戶繼續打開同一個網站的其他頁面,那麼在線人數按照用戶最後一次點擊(發出請求)以後的15分鐘計算,在這個15分鐘內不管用戶怎麼點擊(包括新窗口打開)都還是一人在線。
當用戶打開頁面然後正常關閉瀏覽器,用戶的在線人數也會馬上清除。
二、Web服務器提供服務的方式
Web服務器由於要同時為多個客戶提供服務,就必須使用某種方式來支持這種多任務的服務方式。一般情況下可以有以下三種方式來選擇,多進程方式、多線程方式及異步方式。其中,多進程方式中服務器對一個客戶要使用一個進程來提供服務,由於在操作系統中,生成一個進程需要進程內存複製等額外的開銷,這樣在客戶較多時的性能就會降低。為了克服這種生成進程的額外開銷,可以使用多線程方式或異步方式。在多線程方式中,使用進程中的多個線程提供服務, 由於線程的開銷較小,性能就會提高。事實上,不需要任何額外開銷的方式還是異步方式,它使用非阻塞的方式與每個客戶通信,服務器使用一個進程進行輪詢就行了。
雖然異步方式最為高效,但它也有自己的缺點。因為異步方式下,多個任務之間的調度是由服務器程序自身來完成的,而且一旦一個地方出現問題則整個服務器就會出現問題。因此,向這種服務器增加功能,一方面要遵從該服務器自身特定的任務調度方式,另一方面要確保代碼中沒有錯誤存在,這就限制了服務器的功能,使得異步方式的Web服務器的效率最高,但功能簡單,如Nginx服務器。
由於多線程方式使用線程進行任務調度,這樣服務器的開發由於遵從標準,從而變得簡單並有利於多人協作。然而多個線程位於同一個進程內,可以訪問同樣的內存空間,因此存在線程之間的影響,並且申請的內存必須確保申請和釋放。對於服務器系統來講,由於它要數天、數月甚至數年連續不停的運轉,一點點錯誤就會逐漸積累而最終導致影響服務器的正常運轉,因此很難編寫一個高穩定性的多線程服務器程序。但是,不是不能做到時。Apache的worker模塊就能很好的支持多線程的方式。
多進程方式的優勢就在於穩定性,因為一個進程退出的時候,操作系統會回收其佔用的資源,從而使它不會留下任何垃圾。即便程序中出現錯誤,由於進程是相互隔離的,那麼這個錯誤不會積累起來,而是隨着這個進程的退出而得到清除。Apache的prefork模塊就是支持多進程的模塊。

三、多進程、多線程、異步模式的對比
Web服務器總的來說提供服務的方式有三種,多進程方式,多線程的方式,異步方式。其中效率最高的是異步的方式,最穩定的是多進程方式,佔用資源較少的是多線程的方式。
1.多進程
此種架構方式中,web服務器生成多個進程並行處理多個用戶請求,進程可以按需或事先生成。有的web服務器應用程序為每個用戶請求生成一個單獨的進程來進行響應,不過,一旦並發請求數量達到成千上萬時,多個同時運行的進程將會消耗大量的系統資源。(即每個進程只能響應一個請求或多個進程對應多個請求)
優點:
最大的優勢就在於穩定性,一個進程出錯不會影響其它進程。如,服務器同時連接100個請求對就的是100個進程,其中一個進程出錯,只會殺死一個進程,還有99個進程繼續響應用戶請求。每個進程響應一個請求
缺點:
進程量大,進程切換次數過多,導致CPU資源使用效率低,每個進程的地址空間是獨立的,很多空間中重複的數據,所以內存使用效率低,進程切換由於內核完成,佔用CPU資源。
2.多線程
在多線程方式中,每個線程來響應一下請求,由於線程之間共享進程的數據,所以線程的開銷較小,性能就會提高。
優點:
線程間共享進程數據,每個線程響應一個請求,線程切換不可避免(切換量級比較輕量),同一進程的線程可以共享進程的諸多資源,對內存的需求較之進程有很大下降,讀可以共享,寫不可以共享
缺點
線程快速切換時會帶來線程抖動,多線程會導致服務器不穩定
3.異步方式
一個進程或線程響應多個請求,不需要任何額外開銷的,性能最高,佔用資源最少。但也有問題一但進程或線程出錯就會導致整個服務器的宕機。
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