2025年阻塞队列和非阻塞队列的关系（阻塞队列和非阻塞队列的关系图）

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linux内核演变：
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实现

简单的c/s模型，通常一个client分配一个线程处理（可以使用队列+线程池优化模型）

缺点

数量少（线程有限）
影响性能（可用线程池缓解）

实现

BIO和NIO的区别在于时：

阻塞IO，直到数据就绪并从内核态拷贝到用户态后返回
非阻塞IO用户态错误

改进后

可以在一个线程中管理多个client

设置非阻塞IO

方法创建时候第二个参数设置
方法第三个参数设置

缺点

需要询问内核数据是否就绪，涉及到很多无效的（system call）

问题点

改进

每个client都要询问 —> 批量询问（系统 O(n) —> O(1)）
从主动询问变成等待通知（系统下降）

缺点

每次查询都会把多个client从。（管理百万级别及以上的时候会带来很大开销）
处理有响应的client的时候要遍历所有client判断是否有响应。（）

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改进：

监听fd每次全量维护 —> 监听fd初始化 +
模糊通知 —> （内部使用就绪列表）

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区别

无需进程主动去check活跃的socket，把检查工作交给内核。

缺点

当有大量IO操作时，信号较多，SIGIO处理函数不能及时处理可能导致，而且内核空间与用户空间的频繁信号。

区别

（同步非阻塞IO）封装了一个异步事件的通知机制，
（异步IO）封装了异步的消息事件的通知机制，同时

将接收发送等io操作也封装到了内核中，对处理大量短连接比较高效。

也有，如、等。
流程如下：
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，大大降低了I/O请求的处理效率。
无法充分利用和发挥多核 CPU 的性能。
可靠性问题，线程意外终止，或者进入死循环，会导致整个系统通信模块不可用，不能接收和处理外部消息，造成节点故障。

经典实现

redis：
使用单单线程，在6.0版本前，核心业务部分使用单线程。官方数据：10万QPS。
6.0版本之后多线程处理网络数据的读写和协议的解析，单线程执行命令。QPS还能提高1~2倍。

为什么用单线程

抛开持久化不谈，Redis是纯内存操作，执行速度非常快，它的性能瓶颈是网络延迟而不是执行速度，因此多线程并不会带来巨大的性能提升。

多线程会导致过多的上下文切换，带来不必要的开销。

引入多线程会面临线程安全问题

单线程的缺点：顺序执行影响后续事件

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多线程数据共享和访问比较复杂。
管理百万级连接、高并发大数据量时，单个线程仍然会效率比较低下。

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改进：扩展了。引入多个。也称为主从结构。父线程和子线程的职责明确。

扩展Reactor可以是多线程也可以是多进程。

方式资源分配经典实现多线程线程之间如果涉及资源竞争的话，需要通过锁来保证同步netty、memcached等多进程需要进程间通信nginx等

在这里插入图片描述
对比：

在处理高耗时 IO 时的性能要高于，但对于低耗时 IO 的执行效率提升并不明显
的异步性使其并发处理能力要强于
的实现逻辑复杂，编码成本较要高很多
的异步高度依赖于操作系统对于异步的支持。若操作系统对异步的支持不好，的性能还不如
是同步非阻塞网络模型，是异步非阻塞网络模型

问题：Linux 对 AIO支持的不太友好

2025年阻塞队列和非阻塞队列的关系（阻塞队列和非阻塞队列的关系图）

实现

缺点

实现

改进后

设置非阻塞IO

缺点

问题点

改进

缺点

区别

缺点

区别

经典实现

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