[系统运维]TCP服务器的编程模型有哪几种？

1.同步阻塞迭代模型

//创建socket
int sockfd = socket(...);
//准备通信地址
//绑定
bind(...);
//监听
listen(...);
for(;;)
{
	//等待连接
	accept(...);
	//接收客户端的请求
	recv(...);
	//响应请求
	send(...);
}

缺点：同步阻塞模型使用单进程，在accept、recv、send时都可能会发生阻塞，一次只能服务一个客户端，效率低。

1. 若没有客户端发来连接请求，进程会阻塞在accept处，不能进行其它操作。
2. recv函数用于接收客户端传送过来的信息，若客户端一直不发送消息，则进程会阻塞在这里。
3. send函数用于向客户端发送信息，也可能发生阻塞。例如：客户端接受数据异常缓慢，导致写缓冲区满，数据迟迟发送不出。

优点：实现简单、占用资源少

2.多进程并发模型

多进程并发模型在同步阻塞迭代模型的基础上进行了改进，解决了一次只能服务一个客户端的问题。在接收到客户端的连接请求时，用fork函数为每一个客户端提供一个进程来处理客户端请求。

//创建socket
int sockfd = socket(...);
//准备要绑定的结构体addr
//绑定
bind(...);
//监听
listen(...);
for(;;)
{
	//等待连接
	accept(...);
	//创建子进程服务
	if(0 == fork())
	{
		//接收客户端的请求
		recv(...);
		//响应请求
		send(...);
		//关闭socket
		close(cli_fd);
	}
}

多进程并发模型通过创建子进程处理多并发的问题，看似有多个子进程同时工作，实际上只有一个CPU在处理，CPU轮流为每个进程服务一定时间，切换进程的过程中也会耗费一些时间。

3.多路复用模型

I/O多路复用就是通过一种机制，一个进程可以监视多个描述符，一旦
某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相
应的读写操作。

优点：不需要频繁地创建、销毁进程/线程，从而达到节约内存资源、时间资源，也能避免进程之间的竞争、等待。
缺点：单个客户端的任务不能耗时太长，否则其他客户端就会感知到。
适合并发量高、任务量短小的情景，例如：Web服务器
目前支持I/O多路复用的系统调用有 select，pselect，poll，epoll

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/select.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

typedef struct sockaddr* SP;

//TCP server
int main(int argc,const char* argv[])
{
	//创建socket对象
	int svr_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(0 > svr_fd)
	{
		perror("socket");
		return EXIT_FAILURE;
	}

	//准备通信地址
	struct sockaddr_in addr = {};
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons(7788);
	addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
	socklen_t addrlen = sizeof(addr);

	//绑定
	if(bind(svr_fd,(SP)&addr,addrlen))
	{
		perror("bind");
		return EXIT_FAILURE;
	}

	//监听
	if(listen(svr_fd,10))
	{
		perror("listen");
		return EXIT_FAILURE;
	}

	//定义一个文件描述符的集合并清空
	fd_set reads;
	FD_ZERO(&reads);

	//把已经监听好的socket描述符添加到集合中
	FD_SET(svr_fd,&reads);

	//定义超时时间
	struct timeval timeout = {5,500};

	//记录集合中最大的socket描述符
	int max_fd = svr_fd;
	
	char buf[4096] = {};
	for(;;)
	{
		//备份集合
		fd_set reads_copy = reads;

		//调用select 读操作
		int ret = select(max_fd+1,&reads_copy,NULL,NULL,&timeout);
		if(0 < ret)
		{
			//先测试等待连接的socket描述符（有客户端连接）
			if(FD_ISSET(svr_fd,&reads_copy))
			{
				//调用accept函数连接客户端
				int cli_fd = accept(svr_fd,(SP)&addr,&addrlen);
				if(0 > cli_fd)
				{
					perror("accept");
				}
				else
				{
					//把客户端的socket添加到监控的集合中
					FD_SET(cli_fd,&reads);
					if(cli_fd > max_fd)
					{
						max_fd = cli_fd;
					}
				}
			}
		
			//再测试其他的socket描述符是否发生读操作（有客户端发消息）
			for(int fd=3; fd <= max_fd; fd++)
			{
				if(FD_ISSET(fd,&reads_copy) && fd != svr_fd)
				{
					int ret = recv(fd,buf,sizeof(buf),0);
					if(0 > ret)
					{
						printf("客户端%d退出\n",fd);
						FD_CLR(fd,&reads);
						continue;
					}
					printf("recv:%s bits:%d\n",buf,ret);
					strcpy(buf,"return");
					ret = send(fd,buf,strlen(fd,buf,strlen(buf)+1,0));
					if(0 > ret)
					{
						printf("客户端%d退出\n",fd);
						FD_CLR(fd,&reads);
						continue;
					}
				}
			}
		}
	}
}

1. select

2. pselect
   与select大致相同

3. poll

4. epoll