深入解析Linux异步Socket技术 (linux异步socket)
随着互联网技术的不断迭代，网络编程在现代化的系统中扮演着非常重要的角色。Linux作为一个开源的操作系统，其网络编程框架也非常流行。在Linux网络编程中，异步Socket技术是其中一个不可或缺的组成部分，它可以帮助我们提高系统的吞吐量和并发性能，降低系统的响应时间和服务器负载。
一、什么是异步Socket技术？
异步Socket技术是一种通信模型，主要用来处理非阻塞式网络编程。异步Socket技术可以让我们在单个线程中完成多个socket操作，从而提高系统性能和响应速度。异步Socket技术相比阻塞Socket技术更加灵活和高效，因为它可以让我们避免在等待io操作期间浪费CPU资源，提高了系统的并发性能和响应速度。
二、异步Socket技术的实现方式
在Linux系统中，异步Socket技术有多种实现方式。其中，比较常见的几种方式如下：
1. select方式
select函数在Linux内核中是一种事件驱动模型，在某个文件描述符上进行IO操作时，如果该文件描述符没有数据可读或可写，select会将它挂在一个等待队列上，一旦该文件描述符上有数据可读或可写时，select会再次将它加入到可读或可写队列中，从而通知程序该文件描述符上的数据已经可以读取或写入了。
2. epoll方式
epoll是一种新的多路复用机制，它是select和poll机制的改进版本，可以处理更多的连接请求。epoll通过一个epoll_create函数来创建一个epoll句柄，可以使用epoll_ctl函数往epoll句柄中添加、修改或删除描述符，使用epoll_wt函数来等待事件的发生。与select, poll机制不同的是，epoll使用基于事件的机制，有了事件之后才会去处理操作，从而减少了CPU的时间消耗。
3. libevent库
libevent是一个异步事件库，使用了多路复用机制，对于异步Socket编程有很好的支持。在libevent中，可以注册一个事件回调函数，当IO事件发生时，会自动调用注册的函数，并将事件相应的参数传递到回调函数中。
三、异步Socket技术的使用场景
异步Socket技术在网络编程中被广泛应用。在一些高并发的服务器场景中，异步Socket技术可以帮助我们提高系统的并发处理能力和响应速度，如下面所列举的几个场景：
1. 高并发Socket服务器
在Socket服务器中，可能会出现大量的连接请求，如果使用阻塞IO方式，当其中一个连接还在等待读或写数据时，其他连接就必须等待，从而导致服务器的响应速度降低。而使用异步Socket技术时，可以使用单线程实现多个连接的管理，从而提高服务器的并发处理能力。
2. 高性能Web服务器
在Web服务器中，请求一般由多个线程或进程来处理。如果请求都采用同步的方式，那么可能会消耗大量的系统资源，而且响应速度也会较慢。使用异步Socket技术时，可以使用单个线程处理多个请求，从而提高服务器的响应速度和性能。
3. 高实时系统
在实时系统中，响应时间非常重要。如果采用同步的方式处理数据，可能会花费过多的时间等待IO操作完成。因此，采用异步Socket技术，可以避免这种情况发生，从而提高系统的响应速度和实时性能。
四、异步Socket技术的优点和缺点
异步Socket技术可以提高系统的吞吐量和并发性能，降低系统的响应时间和服务器负载，具有以下几个优点：
1. 高并发处理能力：异步Socket技术可以使用单个线程来处理多个Socket连接，从而提高系统的并发处理能力。
2. 高性能和响应速度：异步Socket技术可以减少CPU资源的浪费，从而提高系统的性能和响应速度。
3. 可以减少服务器负载：异步Socket技术可以避免因为等待IO操作而浪费CPU资源，从而减少服务器的负载。
异步Socket技术也有一些缺点，如下所列举：
1. 编码复杂：异步Socket技术对于编码人员的要求较高，对于初学者来说可能有些难度。
2. 可读性差：异步Socket编程的代码可读性较差，难以理解。
3. 可移植性差：不同操作系统的异步Socket技术实现方式可能不同，因此，需要针对不同的操作系统进行不同的编码处理。
五、
异步Socket技术在网络编程中被广泛应用，可以提高系统的吞吐量和并发性能，降低系统的响应时间和服务器负载。在Linux系统中，异步Socket技术的实现方式有多种，如select, epoll和libevent等。虽然异步Socket技术也存在一些缺点，如编码复杂和可读性差等，但是其优点依然是不可忽视的，因此在实际应用中，需要综合评估其利弊，选择最适合的编程方式来实现异步Socket编程。
相关问题拓展阅读：
Windows Socket和Linux Socket编程的区别 ZZ
socket相关程序从Windows移植到Linux下需要注意的:
1)头文件
Windows下winsock.h/winsock2.h
Linux下首漏sys/socket.h
错误处理：errno.h
2)初始化
Windows下需要用WSAStartup
Linux下不需要
3)关闭socket
Windows下closesocket(…)
Linux下close(…)
4)类型
Windows下SOCKET
Linux下int
如我用到的一些宏：
#ifdef WIN32
typedef int socklen_t;
typedef int ssize_t;
#endif
#ifdef __Linux__
typedef int SOCKET;
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned long DWORD;
#define FALSE 0
#define SOCKET_ERROR (-1)
#endif
5)获取错误码
Windows下getlasterror()/WSAGetLastError()
Linux下errno变量
6)设置非阻塞
Windows下ioctlsocket()
Linux下fcntl()
7)send函数最后一个参数
Windows下一般设置为0
Linux下更好设置为MSG_NOSIGNAL，如果不设置，在发送出错后有可 能会导致程序退出。
8)毫秒级时间获取
Windows下GetTickCount()
Linux下gettimeofday()
3、多线程
多线程: (win)process.h –〉(Linux)pthread.h
_beginthread –> pthread_create
_endthread –> pthread_exit
一、linux下的socket编程：
1、客户端执行步骤依次如下:
socket()
connect()
send()或者recv()
close()
注意的是，connect之前要填充地址结构体，IP地址转换为网络字节序，一般用inet_aton().
2、服务器端：
socket()
bind()
listen()
accpet()
recv()或者send()
close()
(ps:一般通过将send()和recv()的最后一个参数赋为0或者1来区分阻塞与非阻塞，其中0对应阻塞，1对应非阻塞)
二、windows下的网络编程：
做过windows网络编程的人都知道，微软的MFC把复杂的WinSock API函数封装到类里，这使得编写网络应用程序更容易。即windows既提供上层的网络API函数也提供底层的API函数。
1、对于采用上层的API函数而言：若采用csocket类定义一个对象obj的话，那么进行网络编程的步骤如下：弯芹散
客户端：
obj.Create()
obj.Connect()
obj.Receive()或者obj.Send()
obj.Close()
服务器端：
先调用AfxSocketInit()检测协议栈安装情况
obj.Create()
obj.Listen()
obj.Accpet()
obj.Receive()或者obj.Send()
obj.Close()
2、对于采用底层的API函数而言，步骤如下：
客户端：
WSAStartup()
socket()
connect()
send()或者recv()
closesocket()
服务器端：
WSAStartup()
socket()
bind()
listen()
accpet()
send()
recv()
closesocket()
(ps:windows下CSocket类为同步方式，有阻塞现象；CASyncSocket为异步方式，无阻塞现象。)
通过以上比较可以埋氏发现：linux下的网络编程与windows下采用底层的API类似，但是也有区别：
区别一：windows下需加上WSAStartup()函数
区别二：关闭socket：linux为close(),windows为closesocket()
windows下采用上层的API，一般有CSocket和CAsynSocket这两种类型的类
这种情况以下socket函数一般的首字母大写。而底层的API不管是windows下的还是linux下的socket函数首字母都是小写的。
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