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Windows与类Unix平台上各种IO模型工作模式的讨论？

ngwsx 2008-04-07 10:13:26

我现在在移植nginx到Windows平台（现在把该版本的nginx称为ngwsx），
并对Windows上的各种IO模型都编写了相应的事件处理模块，
具体请到我的博客去看看：http://blog.csdn.net/ngwsx/。

现在有个疑问，就是具体各种IO模型的工作模式是什么？

这里说的工作模式有两种：
Level Triggered (LT)（条件触发）
Edge Triggered (ET)（边缘触发）

Level Triggered 工作模式：
通过调用某种IO方法，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。
如果你不对该描述符作任何操作，当你再次调用该IO方法，内核还是会继续通知你的。

Edge Triggered 工作模式：
当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过你调用IO方法时告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，
并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了
(比如，你在发送，接收或者接收请求，或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误）。
但是请注意，如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪)，内核不会发送更多的通知(only once)。

我想知道的是以下这些IO模型的工作模式是上面这两种的那一种，大家来讨论讨论吧。

Windows平台：
select
WSAAsyncSelect
WSAEventSelect
OverlappedIO
IO Completion Port
WSAPoll

类Unix平台：
select
poll
devpoll
epoll
kqueue
aio
eventport
rtsig

现在ngwsx是这样的工作模式：
(1)主线程通过调用select/WSAAsyncSelect/WSAEventSelect/OverlappedIO/IOCP/WSAPoll
这些函数来检测IO事件是否就绪或IO操作是否已经完成；如果已经准备好，
就投递相应的事件到内部一个队列中。
(2)多个工作线程同时从队列中取出事件并处理它。

因为这种工作模式，ngwsx要确保不能投递重复的事件到队列中，
所以需要了解各种IO模型的工作模式。

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ngwsx 2011-04-09

新版本请在以下地址下载：
https://github.com/hehaiqiang/ngwsx/downloads

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星羽 2008-04-17

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ngwsx 2008-04-17

没人？

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ngwsx 2008-04-12

你是说具体实现吗？
那肯定不一样！

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michney 2008-04-11

[Quote=引用 8 楼 ngwsx 的回复:]
你说的这些我都有所了解，
EPOLL的工作模式ET与LT我也知道，
我就是通过EPOLL才知道这两种工作模式的，
我认为其它的IO模型也应该是具有这两种工作模式的一种或二种的？
就拿select来说吧，它应该是LT这种工作模式的，
当调用select检测到一个可读套接字描述符时，
然后如果不调用recv去读，
当下次调用select还是会检测到相同的可读套接字描述符。
poll也应该是LT工作模式，
Windows的IO完成端口应该是ET工作模式的。
…
[/Quote]
你这样理解也是可以的，但是select/poll, 就算是和epoll中的LT比还是有差距的
二者并不一样

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michney 2008-04-10

ET,LT是epoll里的
好像ET的性能更好，这个网上也有评估结果供参考

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michney 2008-04-10

这个还真不好说
这几天看开源的web server
感觉就是，linux 2.6以前的轻量级一般都选择poll/select,
性能高一点的都选择kqueue，现在2.6以后的一般都选择epoll
poll/select的缺点都是轮询，必须遍历所有点fd, 而且select监听fd还是有数量限制的
epoll是2.6以后的API，据说性能比poll高的相当多，
网上有这几种复用方式的评估结果，你可以参考一下

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ngwsx 2008-04-10

你说的这些我都有所了解，
EPOLL的工作模式ET与LT我也知道，
我就是通过EPOLL才知道这两种工作模式的，
我认为其它的IO模型也应该是具有这两种工作模式的一种或二种的？
就拿select来说吧，它应该是LT这种工作模式的，
当调用select检测到一个可读套接字描述符时，
然后如果不调用recv去读，
当下次调用select还是会检测到相同的可读套接字描述符。
poll也应该是LT工作模式，
Windows的IO完成端口应该是ET工作模式的。
其它的就不太确定。

虽然可以通过编写程序来了解所有这些IO模型的工作模式
但在这里希望对这些IO模型有过相关使用经验的朋友来说说。

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ngwsx 2008-04-10

这个不是我的创意，官方nginx就有的，不过它现在还不支持这种工作模式，
现在nginx是一个主进程多个工作进程这种模式，
如果比较两者的效率，那肯定是主线程多工作线程这种模式。

里面实现的事件队列是这样子的：





/* 首先ngx_event_t结构的定义是：*/



typedef struct ngx_event_s  ngx_event_t;



struct ngx_event_s {

    ... /* 其它结构字段 */



    ngx_event_t   *next;

    ngx_event_t  **prev;

};





/* 这个互斥体用于保护事件队列 */

ngx_mutex_t                      *ngx_posted_events_mutex;

/*

 * ngx_posted_events事件队列，官方nginx还有一个事件队列ngx_posted_accept_events。

 */

ngx_thread_volatile ngx_event_t  *ngx_posted_events;





/* 事件入队 */



/*

 * ev参数传入检测到的IO事件(用ngx_event_t结构变量来保存）的指针，

 * queue参数传入ngx_posted_events的指针，也就是ngx_event_t二级指针。

 */



#define ngx_locked_post_event(ev, queue)                                      \

                                                                              \

    if ((ev)->prev == NULL) {                                                 \

        (ev)->next = (ngx_event_t *) *(queue);                                \

        (ev)->prev = (ngx_event_t **) (queue);                                \

        *(queue) = ev;                                                        \

                                                                              \

        if ((ev)->next) {                                                     \

            (ev)->next->prev = &(ev)->next;                                   \

        }                                                                     \

                                                                              \

        ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, (ev)->log, 0,                     \

                       "post event %p", ev);                                  \

                                                                              \

    } else {                                                                  \

        ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, (ev)->log, 0,                     \

                       "update posted event %p", ev);                         \

    }





#define ngx_post_event(ev, queue)                                             \

                                                                              \

    ngx_mutex_lock(ngx_posted_events_mutex);                                  \

    ngx_locked_post_event(ev, queue);                                         \

    ngx_mutex_unlock(ngx_posted_events_mutex);





/* 事件出队 */



#define ngx_delete_posted_event(ev)                                           \

                                                                              \

    *(ev)->prev = (ev)->next;                                                 \

                                                                              \

    if ((ev)->next) {                                                         \

        (ev)->next->prev = (ev)->prev;                                        \

    }                                                                         \

                                                                              \

    (ev)->prev = NULL;                                                        \

                                                                              \

    ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, (ev)->log, 0,                         \

                   "delete posted event %p", ev);

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lovejklife 2008-04-09

我来说话，用SELECT好了，所有平台都有

(1)主线程通过调用select/WSAAsyncSelect/WSAEventSelect/OverlappedIO/IOCP/WSAPoll
这些函数来检测IO事件是否就绪或IO操作是否已经完成；如果已经准备好，
就投递相应的事件到内部一个队列中。
(2)多个工作线程同时从队列中取出事件并处理它。
你这个方法很有创意，效率如何

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