UNIX: разработка сетевых приложений

В этой главе мы рассматриваем девять различных способов устройства сервера и взаимодействие каждого из этих серверов с одним и тем же клиентом. Клиент-серверный сценарий типичен для WWW: клиент посылает небольшой по объему запрос, а сервер отвечает ему, отсылая соответствующие запросу данные. Некоторые из этих серверов мы уже достаточно подробно обсуждали (например, параллельный сервер, вызывающий функцию fork для обработки каждого клиентского запроса), в то время как предварительное создание процессов и потоков являются новыми для нас концепциями, которые и будут подробно рассмотрены в этой главе.

Мы запускали различные экземпляры клиента с каждым сервером, измеряя время, которое процессор тратит на обслуживание определенного количества клиентских запросов. Чтобы информация об этом не оказалась рассеянной по всей главе, мы свели все полученные результаты в табл. 30.1, на которую в этой главе будем неоднократно ссылаться. Следует отметить, что значения времени, указанные в этой таблице, соответствуют процессорному времени, затраченному только на управление процессом, так как из фактического значения времени процессора мы вычитаем время, которое тратит на выполнение того же задания последовательный сервер, не имеющий накладных расходов, связанных с управлением процессом. Иными словами, нулевой точкой отсчета в данной таблице для нас является время, затраченное последовательным сервером. Для большей наглядности мы включили в таблицу строку для последовательного сервера с нулевыми значениями времени. В этой главе термином время центрального процессора на управление процессом (process control CPU time) мы обозначаем разность между фактическим значением времени центрального процессора и временем, затраченным последовательным сервером, для каждой конкретной системы.

Таблица 30.1. Сравнительные значения времени, затраченного каждым из обсуждаемых в данной главе сервером

	Описание сервера	Время центрального процессора на управление процессом
0	Последовательный (точка отсчета; затраты на управление процессом отсутствуют)	0,0
1	Параллельный сервер, один вызов функции fork для обработки одного клиента	20,90
2	Предварительное создание дочерних процессов, каждый из которых вызывает функцию accept	1,80
3	Предварительное создание дочерних процессов с блокировкой для защиты accept	2,07
4	Предварительное создание дочерних процессов с использованием взаимного исключения для защиты accept	1,75
5	Предварительное создание дочерних процессов, родительский процесс передает дочернему дескриптор сокета	2,58
6	Параллельный сервер, создание одного потока на каждый клиентский запрос	0,99
7	Предварительное создание потоков с использованием взаимного исключения для защиты accept	1,93
8	Предварительное создание потоков, главный поток вызывает accept	2,05

Все приведенные выше значения времени были получены путем запуска клиента, показанного в листинге 30.1, на двух различных узлах в той же подсети, что и сервер. Во всех тестах оба клиента порождали пять дочерних процессов для создания пяти одновременных соединений с сервером, таким образом максимальное количество одновременных соединений с сервером было равно 10. Каждый клиент запрашивал 4000 байт данных от сервера по каждому соединению. В случае, когда тест подразумевает предварительное создание дочерних процессов или потоков при запуске сервера, их количество равно 15.

Некоторые версии нашего сервера работали с предварительно созданным пулом потоков или процессов. Интересным моментом является распределение клиентских запросов по потокам или дочерним процессам, находящимся в накопителе. В табл. 30.2 показаны варианты этого распределения, которые также будут обсуждаться в соответствующих разделах.

Таблица 30.2. Количество клиентов, обслуженных каждым из 15 дочерних процессов или потоков