TinyWeb–C++构建高性能Web服务器

c/c++

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2019-3-28

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C++构建高性能Web服务器——Step 0:前言

一、想法:

  • 一直想用C++做个项目,因为比较喜欢网络通信这部分,又让事情变得更有些挑战性,我最终选择实现一个高性能的Web服务器。
  • 在宏观上我希望TinyWeb能够这样:

    • 配置简单
    • 扩展容易
    • 性能高效
    • 功能强大
  • 并希望在开发的过程中能够掌握以下知识:

    • Unix环境编程的技能
    • Unix网络编程的技能
    • 巩固C++11知识
    • 掌握构建大型C++项目的技能
    • 掌握多进程、多线程同步、通信机制
    • 实现高性能可复用Memory-pool
    • 掌握基本的数据结构(红黑树、链表、Hash)
    • 能够把通用的网络部分作为单独的网络库、为以后网络开发提升效率
  • TinyWeb 目前的功能是:

    • 基本的Web服务,只能提供静态网页服务。
    • 单进程+Reactor+非阻塞方式运行
    • 只能用于Linux系统,不专注跨平台
    • 基本的Web服务配置
  • TinyWeb 目前的发展计划:

    • 使用进程池的方式提高并发性
    • 强有力的支持多种版本Http协议
    • 负载均衡功能
    • 代理功能

二、设计思想

1. 网络中最麻烦的是如何处理阻塞的事件:

如果IO事件没有发生,系统阻塞的等待IO事件发生,那么CPU就被

浪费了,为实现高并发,不能让进程阻塞,CPU等待IO事件.

借助Linux高效的Epoll机制,

至于为何使用Epoll,而不使用Select或Poll,点这里看看吧.

2.为了提高并发性:到底是选择多进程还是多线程模式

多进程与多线程各有优缺点,并且大部分是互补的,具体就不再赘述了,
详情请戳这里
我选择多进程的原因是:

  1. 安全性高,一个进程崩溃不会影响别的进程
  2. 容易调试,不易造成死锁
  3. 有较为成熟的进程间通信同步机制(共享内存,信号,文件锁,socketpair….)

在接受客户端连接的时候,如何再去创建一个进程,效率低下.故因此采用进程池的方式:
Master进程为父进程,主要控制子进程的状态;可动态配置数量的Slave子进程,用于接受连接,
处理Http逻辑.

3.C++最难管理的还是内存

为了方便的进行内存管理,我设计了一个内存池,不会产生大量的内存碎片,性能待测试.以后还会

介绍如何实现的,尽请期待.

4.进程间通信的方式很多,到底选择哪几个

了解了下Nginx,有考虑了使用的复杂度,我决定使用这几个通信.同步机制

  • 原子操作
  • 信号量
  • 消息队列
  • 共享内存
  • 信号

三、源码

想要源代码的请戳这里,希望大家多多对代码风格做出评判,毕竟自己只是个大三的学生.

四、参考文献

小伙伴想要了解更多的高性能的网络编程,推荐一个大神的专栏