webserver项目面经

• 1. 请简单介绍下你的项目？
• 2. IO 模型有哪些？

1. 请简单介绍下你的项目？

• 我做的项目是一个 webserver 服务器。
• 主要功能是 对浏览器的链接请求进行解析，处理完后 返回给浏览器客户端一个响应，比如说文字图片和视频。
• 服务器后端的处理采用 socket 通信，通过 IO多路复用 同时处理多个请求，请求的解析通过 线程池 处理。
• 网络模式采用的是 reactor，主线程负责网络监听 IO，将获取到的 IO 请求放入请求队列，交给工作线程。睡眠在请求队列上的工作线程被唤醒，进行数据读取及逻辑处理。
• 支持 GET/POST 请求，长/短连接。
• 使用基于小根堆的定时器关闭超时请求，解决连接系统资源占用的问题。

2. IO 模型有哪些？

• 对于一个网络 IO，它会涉及到 用户空间 和 内核空间。
• 一般会经历两个阶段：
  • 第一阶段：准备数据，将网络数据拷贝到 内核缓冲区。
  • 第二阶段：拷贝数据，将数据从 内核缓冲区 拷贝到 用户缓冲区。
• 根据两阶段的不同将网络 IO 进行划分。

1. 阻塞 IO

• 当用户进程调用 recvfrom 函数时：
  • 第一阶段准备数据将会一直阻塞，准备数据完成后进入第二状态。
  • 第二阶段当拷贝数据没有完成时，则会阻塞，当拷贝数据完成时，内核会向用户进程返回 OK 结束阻塞。
• 缺点：同一时刻只能处理一个操作，效率低。
• 结论：两阶段都阻塞。

2. 非阻塞 IO

• 当用户进程调用 recvfrom 函数时：
  • 第一阶段当准备数据未完成时，内核会向用户进程返回 error，接着不断调用 recvfrom 函数，当准备数据完成时，进入第二状态。
  • 第二状态当拷贝数据没有完成时，则会阻塞，当拷贝数据完成时，内核会向用户进程返回 OK 结束阻塞。
• 缺点：忙轮询，需要占用 CPU 的资源。
• 结论：第一阶段不阻塞，第二阶段阻塞。

3. IO 多路复用

• 通常使用 select、poll、epoll 函数实现 IO 多路复用。
• 当用户进程调用 select 函数时：
  • 整个进程会被阻塞，内核会监视 select 函数负责的所有 socket。
  • 当其中任何一个 socket 中的第一阶段准备数据完成时，内核会向用户进程返回 readable 结束阻塞。
• 用户进程调用 recvfrom 函数时：
  • 第二状态当拷贝数据没有完成时，则会阻塞，当拷贝数据完成时，内核会向用户进程返回 OK 结束阻塞。
• 缺点：单个线程可同时监听和处理多个网络连接。
• 结论：第一阶段阻塞，第二阶段阻塞。

4. 异步 IO

• 当用户调用 aio_read 函数时：
  • 内核会立即向用户进程返回结果，用户进程可进行其他工作，不阻塞。
  • aio_read 函数会向内核传递 文件描述符，缓冲区指针，缓冲区大小 等数据。
  • 内核根据传递的数据进行第一阶段准备数据，第二阶段拷贝数据，当拷贝数据完成时，当拷贝数据完成时，内核会向用户进程返回 signal，告知 read 操作已完成。
• 结论：两阶段都不阻塞。

5. 信号驱动 IO

• 略