基于Linux的多线程池并发Web服务器设计
电子设计工程
Electronic Design Engineering
第２3卷Vol．２3第１１期Ｎo．１１２０１5年６月Jun．２０１5
收稿日期：２０１４-０９-２7
稿件编号：２０１４０９２5６
作者简介：陈涛（１９8９—），男，湖北武汉人，硕士研究生。研究方向：通信与信息系统。
Web 服务器常常需要处理多个并发请求，针对每一个请
求，Web 服务器会有相应的并发程序来执行相关操作。
这一过程中，使用进程是构造并发程序最简单的方法：为了实现进程间的信息交互，它们必须使用显式的进程间通信（（IＰＣ）机制，由于进程控制和IＰＣ的开销很高导致基于进程的设计运行速度往往比较慢[２-４]。
为解决进程间信息共享而造成的高开销问题，本文采用多线程池的并发设计，利用信号量访问共享变量，使用生产者一消费者模型降低线程开销，从而提高系统访问速度和资源利用率。
1基于多进程Web 服务器的不足
目前主流boa 服务器主要基于多进程来构造并发程序。
首先由父进程去接受客户端的连接请求，然后创建一个新的子进程去为每一个客户端提供服务。这种父子进程会共享文件表，但是不共享用户地址空间。基于这种特性，这类进程中不会存在一个进程覆盖另一个进程的虚拟存储器，但是这也使得进程共享状态信息变得更加困难，因而基于多进程Web 服务器引入了IＰＣ机制。在面对大量并发处理请求时，由于进程机制和IＰＣ机制开销大，会使得服务器延时效果明显。
2
改进服务器的设计要素
2.1
基于线程池的并发设计
线程是程序执行流的最小单元，线程由内核自动调度。
一个进程里可以同时运行多个线程，每个线程都有自己的线程上下文，包括一个唯一的栈、栈指针、条件码、程序计数器、整数线程ID 、通用目的寄存器，运行在同一个进程里的所有线程共享该进程的整个虚拟地址空间。
同时，线程执行又区别于进程执行，在于:１）较于进程环境，一个线程环境拥有的系统资源极少；２）线程不构成父子层次关系。
在线程池技术中，我们在任务还没有到来之前，创建一定默认数量的线程。这些线程均处于睡眠状态，不消耗ＣＰU ，只占用较少的内存空间。当轮询到有请求到来后，线程池将会分配给这次请求一个空闲的线程，进行执行。
当预先创建的线程都已处于运行状态，即并发请求数量多于线程池中最少空闲线程数时，线程池将会自由创建一定数量的新线程，用于处理更多的并发请求。当系统比较闲的
基于Linux 的多线程池并发Web 服务器设计
陈涛，任海兰
（武汉邮电科学研究院湖北武汉４3００7４）
摘要：时至今日，Web 服务已成为互联网上最常用的服务。目前Linux 平台的Web 服务器主要基于进程或线程机制，面对大数量的并发请求，延时现象较为明显。这主要原因在于服务器存在着利用率不高，资源消耗大等问题。文中利用信号量机制和生产者一消费者模型，设计基于多线程池并发Web 服务器能够更高效的实现资源调度与共享。文中最后的测试结果表明，设计实现的Web 服务器具有更强的并发处理能力和服务效率。关键词：Web 服务器；Linux ；多线程池；并发中图分类号：ＴＮ９8
文献标识码：Ａ
文章编号：１６7４－６２3６（２０１5）１１-０１６7-０3
Concurrent web server designing based on multi -threaded
technology under Linux system
ＣHEＮＴao ，REＮHai -lan
（Wuhan Research Institute of Post and Telecommunications ，Wuhan ４3００7４，China ）
Abstract:Ｔoday ，Web services ｈave becoｍe tｈe ｍost coｍｍonly used services on tｈe Internet．Ｎowadays ，Linux Web services are based ｍainly on process or tｈread ｍecｈanisｍ，It is obvious tｈat delay tiｍe will becoｍe longer wｈen faced witｈa large nuｍber of concurrent requests．Ｔｈis is ｍainly caused by tｈe low utiliｚation and large resource consuｍption of tｈe web server．Ｔｈis paper introduce a new web server ，wｈicｈis based on ｍulti -tｈreaded pool tecｈnology ，ｍaking use of seｍapｈore ｍecｈanisｍand producer -custoｍer ｍodel to dispatcｈsｈared recourse ，Ｔｈe final test results sｈow tｈat tｈe new Web server provides better concurrent perforｍance and service qualities．Key words:Web server ；Linux ；ｍulti -tｈreaded pool ；concurrency
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