Nginx多历程高并发、低时延、高靠得住机制在缓存(redis、memcache)twemproxy署理中的应用

因此“惊群”题目通过非阻塞的accept锁来实现历程互斥accept()，其道理是：在worker历程主轮回中非阻塞trylock获取accept锁，假如trylock乐成，则此历程把监听端口对应的fd通过epoll_ctl()插手到本历程自由的epoll变乱集;假如trylock失败，则把监听fd从本历程对应的epoll变乱齐集破除。

Nginx实现了两套互斥锁：基于原子操纵和信号量实现的互斥锁、基于文件锁封装的互斥锁。思量到锁的平台可移植性和通用性，改革twemproxy选择时，选择文件锁实现。

假如获取accept锁乐成的历程占用锁时刻过长，那么其他空闲历程在这段时刻内无法获取到锁，从而无法接管新的毗连。最终造成客户端毗连响应时刻变长，qps低，同时引起负载严峻不平衡。为了办理该题目，选择通过post变乱行列方法来进步机能，trylock获取到accept锁乐成的历程，其事变流程如下：

1. trylock获取accept锁乐成
2. 通过epoll_wait获取全部的变乱信息，把监听到的全部accept变乱信息插手accept_post列表，把已有连打仗发的读写变乱信息插手read_write_post列表。
3. 执行accept_post列表中的全部变乱
4. Unlock锁
5. 执行read_write_post列表中的变乱。

Worker历程主轮回事变流程图如下：

从上图可以看出，worker历程借助epoll来实现收集异步收发，客户端毗连twemproxy的时辰，worker历程轮回检测客户端的各类收集变乱和后端memcached的收集变乱，并举办响应的处理赏罚。

twemproxy各个历程整体收集i/o处理赏罚进程图如下：

4.3.1.2 怎样办理“负载平衡“题目

在多个子历程争抢处理赏罚统一个新毗连变乱时，必然只有一个worker子历程最终会乐成成立毗连，随后，它会一向处理赏罚这个毗连直到毗连封锁。这样，假若有的子历程“命运”很好，它们抢着成立并处理赏罚了大部门毗连，其他子历程就只能处理赏罚少量毗连，这对多核cpu架构下的应用很倒霉。抱负环境下，每个子历程应该是划一的，每个worker子历程应该大抵均匀的处理赏罚客户端毗连哀求。假如worker子历程负载不平衡，肯定影响整体处事的机能。

nginx通过毗连阈值机制来实现负载平衡，其道理如下：每个历程都有各自的最大毗连数阈值max_threshold和当前毗连阈值数local_threshold，和当前毗连数阈值，历程每吸取一个新的毗连，local_threshold增一，毗连断开后，local_threashold减一。假如local_threshold高出max_threshold，则不去获取accept锁，把accept机遇留给其他历程，同时把local_threshold减1，这样下次就有机遇获取accept锁，吸取客户端毗连了。

在现实营业应用中，有的营业回收长毗连和twemproxy成立毗连，毗连数最大也许就几百毗连，假如配置max_threshold阈值过大，多个毗连假犹如时压到twemproxy，则很轻易引起全部毗连被统一个历程获取从而造成不平衡。

为了只管镌汰负载不平衡，在现实应用中，新增了epoll_wait超时时刻设置选项，把该超时时刻设短，这样镌汰空闲历程在epoll_wait上的守候变乱，从而可以更快响应客户端毗连，并有用停止负载不平衡。

4.3.2 Linux内核高版本TCP REUSEPORT特征怎样操作

4.3.2.1 什么是reuseport?

reuseport是一种套接字复用机制，它应承你将多个套接字bind在统一个IP地点/端口对上，这样一来，就可以成立多个处事来接管到统一个端口的毗连。

4.3.2.2 支持reuseport和不支持reuseport的区别

假如linux内核版本小于3.9，则不支持reuseport(注:部门centos刊行版在低版本中已经打了reuseport patch,以是部门linux低版本刊行版本也支持该特征)。

不支持该特征的内核，一个ip+port组合，只能被监听bind一次。这样在多核情形下，每每只能有一个线程(可能历程)是listener，也就是统一时候只能由一个历程可能线程做accept处理赏罚，在高并发环境下，每每这就是机能瓶颈。其收集模子如下:

在Linux kernel 3.9带来了reuseport特征，它可以办理上面的题目，其收集模子如下:

reuseport是支持多个历程可能线程绑定到统一端口，进步处事器措施的吞吐机能，其利益表此刻如下几个方面:

i)应承多个套接字 bind()/listen() 统一个TCP/UDP端口

ii)每一个线程拥有本身的处事器套接字

iii)在处事器套街勺酉没有了锁的竞争，由于每个历程一个处事器套接字

iiii)内核层面实现负载平衡

iiiii)安详层面，监听统一个端口的套接字只能位于统一个用户下面

4.3.3 Master历程和worker历程怎样通讯?

因为master历程必要及时获取worker历程的事变状态，并及时汇总worker历程的各类统计信息，以是选择一种靠得住的历程间通讯方法必不行少。

在twemproxy改革进程中，直接参考nginx的信号量机制和channel机制(依赖socketpair)来实现父子历程见通讯。Master历程通过信号量机制来检测子历程是否非常，从而快速直接的回响出来;另外，借助socketpair，封装出channel接口来完成父子历程见异步通讯，master历程依赖该机制来统计子历程的各类统计信息并汇总，通过获取来自master的汇总信息来判定整个twemproxy中间件的不变性、靠得住性。

（编辑：河北网）

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