Linux网络编程“惊群”问题

什么是惊群

举一个很简单的例子,当你往一群鸽子中间扔一块食物,虽然最终只有一个鸽子抢到食物,但所有鸽子都会被惊动来争夺,没有抢到食物的鸽子只好回去继续睡觉, 等待下一块食物到来。这样,每扔一块食物,都会惊动所有的鸽子,即为惊群。

对于操作系统来说,多个进程/线程在等待同一资源是,也会产生类似的效果,其结 果就是每当资源可用,所有的进程/线程都来竞争资源,造成的后果:
1)系统对用户进程/线程频繁的做无效的调度、上下文切换,系统系能大打折扣。
2)为了确保只有一个线程得到资源,用户必须对资源操作进行加锁保护,进一步加大了系统开销。

  • fork--accpet:其实在Linux2.6版本以后,内核内核已经解决了accept()函数的“惊群”问题,大概的处理方式就是,当内核接收到一个客户连接后,只会唤醒等待队列上的第一个进程或线程。所以,如果服务器采用accept阻塞调用方式,在最新的Linux系统上,已经没有“惊群”的问题了。
for(i = 0; i < PROCESS_NUM; ++i){  
        pid = fork();  
        if(pid == 0){  
            while(1){  
                connfd = accept(fd, (struct sockaddr *)NULL, NULL); 
                printf("process %d accept success\n", getpid());  
                //处理连接
                close(connfd);  
            }  
        }  
    }  
  • accept--fork:由主进程监控socket,到来一个连接,建立一个子进程处理该连接,当发生大量连接时,主进程压力大,可能会出现不能正常完成某些client的连接。
   while(1){  
       connfd = accept(fd, (struct sockaddr *)NULL, NULL); 
       pid = fork();  
       f(pid == 0){ 
                printf("process %d accept success\n", getpid());  
                //处理连接
                close(connfd);  
            } 
    }  
  • epoll_wait:内核对于阻塞在epoll_wait的进程,也是采用全部唤醒的机制,所以存在和accept相似的“惊群”问题。新版本的的解决方案也是只会唤醒等待队列上的第一个进程或线程,所以,新版本Linux部分的解决了epoll的“惊群”问题。(但是从结果看来并没有很好的解决惊群现象)与文章3的不一致的地方,原文用epoll+fork()模式(将该socket加入到epoll中,然后fork出多个子进程,每个进程都阻塞在epoll_wait上,如果有事件到来,则判断该事件是否是该socket上的事件如果是,说明有新的连接到来了,则进行接受操作.如不加sleep,不会出现惊群),我执行程序后,出现惊群现象:说明每个woker都被唤醒,产生accept,但只有一个可以真正的处理事件成功。
epoll惊群.png
  • 线程池中的”惊群”:一个基本的线程池框架是基于生产者和消费者模型的。生产者往队列里面添加任务,而消费者从队列中取任务并进行执行。一般来说,消费时间比较长,一般有许多个消费者。当许多个消费者同时在等待任务队列的时候,也就发生了“惊群效应”
// 线程池类型定义
struct thread_pool {
  int   max_threads;      // 线程池中最大线程数限制
  int   curr_threads;    // 当前线程池中总的线程数
  int   idle_threads;    // 当前线程池中空闲的线程数
  pthread_mutex_t mutex;    // 线程互斥锁
  pthread_cond_t  cond;     // 线程条件变量
  thread_job *first;      // 线程任务链表的表头
  thread_job *last;    // 线程任务链表的表尾

pthread_cond_broadcast,这个是广播给所有等待任务的消费者,会产生惊群效应。

使用pthread_cond_signal不会有“惊群现象”产生,它最多只给一个线程发信号。假如有多个线程正在阻塞等待着这个条件变量的话,那么是根据各等待线程优先级的高低确定哪个线程接收到信号开始继续执行。如果各线程优先级相同,则根据等待时间的长短来确定哪个线程获得信号。但无论如何一个pthread_cond_signal调用最多发信一次。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,080评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,422评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,630评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,554评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,662评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,856评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,014评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,752评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,212评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,541评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,687评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,347评论 4 331
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,973评论 3 315
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,777评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,006评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,406评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,576评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容