网络编程

网络编程概述

问题重述

  1. 什么是网络编程，解决了那些问题？
  2. 网络编程与同步异步、阻塞非阻塞的关系
  3. 网络编程的核心机制
  4. 网络编程的具体实现

什么是网络编程

  • 既是进程线程通信的一部分
  • 也是设备IO（network IO）的一部分。
  • 当然也是独立的一部分。
  • 解决了两个客户端的通信问题

网络编程与同步异步的关系

  1. 没有绝对关系，只是在其中一两个步骤中用到了同步思想或者异步思想。无法用同步异步的方式或者阻塞非阻塞的方式，来区分网络编程的类型。

网络编程的核心机制

这里简单介绍一下网络编程通用的核心的原理和模型。

  1. 数据交换和通信方式
    1. socket编程
    2. 消息队列模式

网络编程的具体实现

每个场景每种语言都有自己的具体实现方案。可以对应到笔记中的其他模块了解网络编程的具体实现。

  1. Linux 网络编程
  2. C++网络编程库
  3. Java网络编程
  4. Python网络编程
  5. Go网络编程

原理和模型

阻塞模式

  • 普通的socket编程，连接建立过程是阻塞的、读写过程也是阻塞的。
  • 阻塞模式：比如调用send时，把要发送的数据放到网络发送缓冲区才返回。如果这时，网络发送缓冲区满了，则需要等待更久的时间。socket的收发其实也是一种IO，和读写硬盘数据有些类似。一般来讲，IO处理速度总是慢的，不要和内存处理并列。对于调用recv，至少读取一个字节数据，函数才会返回。所以对于recv，一般用一个单独的线程处理。

非阻塞模式

  • 非阻塞的socket
  • 非阻塞模式：send和recv都是非阻塞的；比如调用send，函数会立马返回。真正的发送结果，需要等待操作系统的再次通知。阻塞模式下一步可以完成的处理，在非阻塞模式下需要两步。就是多出的这一步，导致开发难度大大增加。高性能大并发网络服务器必须采用非阻塞模式。完成端口（IOCP）是非阻塞模式中性能最好的一种。

消息队列

使用消息队列将调用异步化，可改善网站的扩展性，使用消息队列将调用异步化，可改善网站的扩展性，还可改善网站系统的性能。

不使用消息队列：

使用消息队列：

在不使用消息队列的情况下，用户的请求数据直接写入数据库，在高并发的情况下，会对数据库造成巨大的压力， 同时也使得响应延迟加剧。在使用消息队列后，用户请求的数据发送给消息队列后立即返回，再由消息队列的消费者进程(通常情况下， 该进程
通常独立部署在专门的服务器集群上)从消息队列中获取数据， 异步写入数据库。由于消息队列服务器处理速度远快于数据库(消息队列服务器也比数据库具有更好的伸缩性)，因此用户的响应延迟可得到有效改善