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隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷迭代，網(wǎng)絡(luò)編程在現(xiàn)代化的系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色。Linux作為一個(gè)開源的操作系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)編程框架也非常流行。在Linux網(wǎng)絡(luò)編程中，異步Socket技術(shù)是其中一個(gè)不可或缺的組成部分，它可以幫助我們提高系統(tǒng)的吞吐量和并發(fā)性能，降低系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和服務(wù)器負(fù)載。
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一、什么是異步Socket技術(shù)？
異步Socket技術(shù)是一種通信模型，主要用來處理非阻塞式網(wǎng)絡(luò)編程。異步Socket技術(shù)可以讓我們在單個(gè)線程中完成多個(gè)socket操作，從而提高系統(tǒng)性能和響應(yīng)速度。異步Socket技術(shù)相比阻塞Socket技術(shù)更加靈活和高效，因?yàn)樗梢宰屛覀儽苊庠诘却齣o操作期間浪費(fèi)CPU資源，提高了系統(tǒng)的并發(fā)性能和響應(yīng)速度。
二、異步Socket技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式
在Linux系統(tǒng)中，異步Socket技術(shù)有多種實(shí)現(xiàn)方式。其中，比較常見的幾種方式如下：
1. select方式
select函數(shù)在Linux內(nèi)核中是一種事件驅(qū)動模型，在某個(gè)文件描述符上進(jìn)行IO操作時(shí)，如果該文件描述符沒有數(shù)據(jù)可讀或可寫，select會將它掛在一個(gè)等待隊(duì)列上，一旦該文件描述符上有數(shù)據(jù)可讀或可寫時(shí)，select會再次將它加入到可讀或可寫隊(duì)列中，從而通知程序該文件描述符上的數(shù)據(jù)已經(jīng)可以讀取或?qū)懭肓恕?/p>
2. epoll方式
epoll是一種新的多路復(fù)用機(jī)制，它是select和poll機(jī)制的改進(jìn)版本，可以處理更多的連接請求。epoll通過一個(gè)epoll_create函數(shù)來創(chuàng)建一個(gè)epoll句柄，可以使用epoll_ctl函數(shù)往epoll句柄中添加、修改或刪除描述符，使用epoll_wt函數(shù)來等待事件的發(fā)生。與select, poll機(jī)制不同的是，epoll使用基于事件的機(jī)制，有了事件之后才會去處理操作，從而減少了CPU的時(shí)間消耗。
3. libevent庫
libevent是一個(gè)異步事件庫，使用了多路復(fù)用機(jī)制，對于異步Socket編程有很好的支持。在libevent中，可以注冊一個(gè)事件回調(diào)函數(shù)，當(dāng)IO事件發(fā)生時(shí)，會自動調(diào)用注冊的函數(shù)，并將事件相應(yīng)的參數(shù)傳遞到回調(diào)函數(shù)中。
三、異步Socket技術(shù)的使用場景
異步Socket技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)編程中被廣泛應(yīng)用。在一些高并發(fā)的服務(wù)器場景中，異步Socket技術(shù)可以幫助我們提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力和響應(yīng)速度，如下面所列舉的幾個(gè)場景：
1. 高并發(fā)Socket服務(wù)器
在Socket服務(wù)器中，可能會出現(xiàn)大量的連接請求，如果使用阻塞IO方式，當(dāng)其中一個(gè)連接還在等待讀或?qū)憯?shù)據(jù)時(shí)，其他連接就必須等待，從而導(dǎo)致服務(wù)器的響應(yīng)速度降低。而使用異步Socket技術(shù)時(shí)，可以使用單線程實(shí)現(xiàn)多個(gè)連接的管理，從而提高服務(wù)器的并發(fā)處理能力。
2. 高性能Web服務(wù)器
在Web服務(wù)器中，請求一般由多個(gè)線程或進(jìn)程來處理。如果請求都采用同步的方式，那么可能會消耗大量的系統(tǒng)資源，而且響應(yīng)速度也會較慢。使用異步Socket技術(shù)時(shí)，可以使用單個(gè)線程處理多個(gè)請求，從而提高服務(wù)器的響應(yīng)速度和性能。
3. 高實(shí)時(shí)系統(tǒng)
在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，響應(yīng)時(shí)間非常重要。如果采用同步的方式處理數(shù)據(jù)，可能會花費(fèi)過多的時(shí)間等待IO操作完成。因此，采用異步Socket技術(shù)，可以避免這種情況發(fā)生，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和實(shí)時(shí)性能。
四、異步Socket技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
異步Socket技術(shù)可以提高系統(tǒng)的吞吐量和并發(fā)性能，降低系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和服務(wù)器負(fù)載，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1. 高并發(fā)處理能力：異步Socket技術(shù)可以使用單個(gè)線程來處理多個(gè)Socket連接，從而提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。
2. 高性能和響應(yīng)速度：異步Socket技術(shù)可以減少CPU資源的浪費(fèi)，從而提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度。
3. 可以減少服務(wù)器負(fù)載：異步Socket技術(shù)可以避免因?yàn)榈却齀O操作而浪費(fèi)CPU資源，從而減少服務(wù)器的負(fù)載。
異步Socket技術(shù)也有一些缺點(diǎn)，如下所列舉：
1. 編碼復(fù)雜：異步Socket技術(shù)對于編碼人員的要求較高，對于初學(xué)者來說可能有些難度。
2. 可讀性差：異步Socket編程的代碼可讀性較差，難以理解。
3. 可移植性差：不同操作系統(tǒng)的異步Socket技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式可能不同，因此，需要針對不同的操作系統(tǒng)進(jìn)行不同的編碼處理。
五、
異步Socket技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)編程中被廣泛應(yīng)用，可以提高系統(tǒng)的吞吐量和并發(fā)性能，降低系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和服務(wù)器負(fù)載。在Linux系統(tǒng)中，異步Socket技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式有多種，如select, epoll和libevent等。雖然異步Socket技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，如編碼復(fù)雜和可讀性差等，但是其優(yōu)點(diǎn)依然是不可忽視的，因此在實(shí)際應(yīng)用中，需要綜合評估其利弊，選擇最適合的編程方式來實(shí)現(xiàn)異步Socket編程。
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Windows Socket和Linux Socket編程的區(qū)別 ZZ
socket相關(guān)程序從Windows移植到Linux下需要注意的:
1)頭文件
Windows下winsock.h/winsock2.h
Linux下首漏sys/socket.h
錯(cuò)誤處理：errno.h
2)初始化
Windows下需要用WSAStartup
Linux下不需要
3)關(guān)閉socket
Windows下closesocket(…)
Linux下close(…)
4)類型
Windows下SOCKET
Linux下int
如我用到的一些宏：
#ifdef WIN32
typedef int socklen_t;
typedef int ssize_t;
#endif
#ifdef __Linux__
typedef int SOCKET;
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned long DWORD;
#define FALSE 0
#define SOCKET_ERROR (-1)
#endif
5)獲取錯(cuò)誤碼
Windows下getlasterror()/WSAGetLastError()
Linux下errno變量
6)設(shè)置非阻塞
Windows下ioctlsocket()
Linux下fcntl()
7)send函數(shù)最后一個(gè)參數(shù)
Windows下一般設(shè)置為0
Linux下更好設(shè)置為MSG_NOSIGNAL，如果不設(shè)置，在發(fā)送出錯(cuò)后有可 能會導(dǎo)致程序退出。
8)毫秒級時(shí)間獲取
Windows下GetTickCount()
Linux下gettimeofday()
3、多線程
多線程: (win)process.h –〉(Linux)pthread.h
_beginthread –> pthread_create
_endthread –> pthread_exit
一、linux下的socket編程：
1、客戶端執(zhí)行步驟依次如下:
socket()
connect()
send()或者recv()
close()
注意的是，connect之前要填充地址結(jié)構(gòu)體，IP地址轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序，一般用inet_aton().
2、服務(wù)器端：
socket()
bind()
listen()
accpet()
recv()或者send()
close()
(ps:一般通過將send()和recv()的最后一個(gè)參數(shù)賦為0或者1來區(qū)分阻塞與非阻塞，其中0對應(yīng)阻塞，1對應(yīng)非阻塞)
二、windows下的網(wǎng)絡(luò)編程：
做過windows網(wǎng)絡(luò)編程的人都知道，微軟的MFC把復(fù)雜的WinSock API函數(shù)封裝到類里，這使得編寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序更容易。即windows既提供上層的網(wǎng)絡(luò)API函數(shù)也提供底層的API函數(shù)。
1、對于采用上層的API函數(shù)而言：若采用csocket類定義一個(gè)對象obj的話，那么進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程的步驟如下：彎芹散
客戶端：
obj.Create()
obj.Connect()
obj.Receive()或者obj.Send()
obj.Close()
服務(wù)器端：
先調(diào)用AfxSocketInit()檢測協(xié)議棧安裝情況
obj.Create()
obj.Listen()
obj.Accpet()
obj.Receive()或者obj.Send()
obj.Close()
2、對于采用底層的API函數(shù)而言，步驟如下：
客戶端：
WSAStartup()
socket()
connect()
send()或者recv()
closesocket()
服務(wù)器端：
WSAStartup()
socket()
bind()
listen()
accpet()
send()
recv()
closesocket()
(ps:windows下CSocket類為同步方式，有阻塞現(xiàn)象；CASyncSocket為異步方式，無阻塞現(xiàn)象。)
通過以上比較可以埋氏發(fā)現(xiàn)：linux下的網(wǎng)絡(luò)編程與windows下采用底層的API類似，但是也有區(qū)別：
區(qū)別一：windows下需加上WSAStartup()函數(shù)
區(qū)別二：關(guān)閉socket：linux為close(),windows為closesocket()
windows下采用上層的API，一般有CSocket和CAsynSocket這兩種類型的類
這種情況以下socket函數(shù)一般的首字母大寫。而底層的API不管是windows下的還是linux下的socket函數(shù)首字母都是小寫的。
linux異步socket的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于linux異步socket,深入解析Linux異步Socket技術(shù),Windows Socket和Linux Socket編程的區(qū)別 ZZ的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。
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文章標(biāo)題：深入解析Linux異步Socket技術(shù)(linux異步socket)
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