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高性能服務器的多線程策略


(一)線程數量與線程池模型
  參見:high-performance server design. http://pl.atyp.us/content/tech/servers.html

  頻繁的上下文切換,會導致系統性能嚴重下降,而產生過多的切換大致有兩個原因:
1)過多的線程數量。這會使系統性能呈指數級的下降。對于每連接一個線程的系統而言,這也是為什么性能會變差的原因。一個具有可伸縮性的系統,它的唯一 可行的選擇,就是限制運行線程的數量。一般而言,這個值應該小于或等于處理器的數目。(說明,在boost網絡庫asio提供的example中,有一個 關于這種實現的很好的例子)
  2)所使用的線程池及事件模型。最簡單的一種模型通常是這個樣子:一個偵聽線程異步地接收請求,并在隊列中進行緩 沖。另外一組工作者線程則負責處理這些請求。這是一個不錯的模型,缺點就是每處理一個請求一般要經過兩次線程切換(加上對請求的回復)。為了避免這種缺 點,一個線程就必須具備偵聽者和工作者兩種角色,可以采用稱之謂“領導者/跟隨者”的模型。一個線程作為領導者,來進行監聽,當收到請求時,它選出一個跟 隨者線程作為新的領導者進行偵聽,自己則對請求進行處理,結束后,到跟隨者隊列中進行等待。

(二)多線程的內存池優化

普通的內存池一旦應用到多線程中,都面臨著鎖競爭的問題,在stlport所做的對于字符串性能的測試中,當使用兩個線程時,它所使用的內存池 node_allocator性能已經出現明顯的下降。所以對于多線程而言,一個線程一個內存池是一個很好的選擇。要實現這種設計,面臨的第一個問題,是 內存塊的跨線程使用問題,即一個內存塊,可能在A線程中申請,但可能在B線程中釋放。
  在GCC的STL實現libstdc++中,有一個多線程內存池的實現(mt_allocator)。它是node_allocator(現在叫pool_allocator) 的多線程版本。它還有一個優點就是所有參數都是可配置的。
  它的設計思路如下:每個線程一個內存池,同時還有一個全局的內存池。每個線程可以訪問自己的內存池,同時可在鎖保護下訪問全局內存池。申請的每一個內存塊中,都有一個線程ID,以標明是從哪個線程中申請的。
  申請過程:首先向所在線程申請,若本線程沒有空閑塊,則向全局內存池申請。
  釋放過程:直接歸還到本線程的空閑鏈中。還有一個問題,為了防止線程內存池之間的不均衡,或者某一個線程中的空閑鏈過長,可以設置一個水位標,當超過這個水位標時,把釋放的內存直接歸還到全局內存池中。

Posted on 2009-01-12 16:38 micheal's tech 閱讀(404) 評論(0)  編輯 收藏 引用

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