python - web服务器用到的底层技术为什么大多是线程阻塞和多路复用？

Question

我记得《unix网络编程》，一共提到五种io模型：

阻塞IO模型
非阻塞IO模型
IO复用模型
信号驱动IO
异步IO模型

可是为什么我见过的web服务器，要么是用阻塞io+线程（比如apache），要么是多路复用（比如epoll），但在我看来后两种io才是最完美的解决方式，可是为什么web服务器没有使用呢？

是因为发送信号，这个操作太浪费了？所以对于web服务器这种要接受大量请求的，每一个io都发送信号代价太大？还是因为别的？

Answer 1

epoll 是 linux 2.6 以後才出現的，所以，Nginx 使用了 epoll 模型。所以，Nginx 處理靜態檔案或做反代很強行，因為主要是 IO 操作。

epoll 是 select/poll 的增強版，就是基於事件通知的。

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Apache、Tomcat，他們雖然也是Web 伺服器，但也承擔應用伺服器的角色，之所以稱他們為應用程式伺服器，是因為他們真的要跑具體的商業應用，如科學計算、圖形圖像、資料庫讀寫等。它們很可能是 CPU 密集型的服務，事件驅動並不合適。

魚與熊掌不可兼得。事件驅動適合 IO 密集型服務，多進程或執行緒適合 CPU 密集型服務。

再者，根據 TCP、HTTP 協定的特點，大部分伺服器都會保留 time_wait 的持久連結。 Web 伺服器主要是用來處理 HTTP 協定的請求。

沒有最完美的，只有更適合的

Answer 2

node是異步io吧
而且確實性能很好

Answer 3

Nginx就是一個非同步IO的實作啊， 他有一個大的eventloop所以不允許有任何阻塞的進程不然會阻塞所有， 在開發一個nginx模組的時候尤其要注意這一點， 這也帶來了一些問題例如全非同步的IO會導致程式不宜讀，所以後期維護上可能會帶來問題這個時候Lua來了～～

Answer 4

我來說為什麼不使用同步非阻塞模型。

由於socket是非阻塞的方式，因此用戶執行緒發起IO請求時立即回傳。但並沒有讀取到任何數據，用戶執行緒需要不斷地發起IO請求，知道數據到達後，才真正讀取到數據，繼續執行。

使用者執行緒使用同步非阻塞IO模型的偽代碼描述為：

{
    while(read(socketfd, buffer) != SUCCESS)
        ...
    process(buffer);
}

也就是使用者需要不斷地呼叫read，嘗試讀取socket中的數據，直到讀取成功後，才繼續處理接收的資料。整個IO請求過程中，雖然用戶執行緒每次發起IO請求後可以立即返回，但是為了等到數據，仍需要不斷輪詢、重複請求，消耗了大量的CPU的資源。所以一般很少用這種模型。

Answer 5

為什麼不使用非同步IO模型？
1）非同步要透過大量的callback，hook函數實現，調試，維護，可讀性都是一個很大的挑戰，現在還沒有很好的工具集來支援非同步程式設計。
2）阻塞io+線程和多路復用已經比較好的解決了高並發問題，成本也不高。
3）非同步IO不一定真的非同步，例如POSIX AIO(glibc AIO)，效能也不好。詳見異步IO應用