一台服务器理论最大链接数:
{本机IP, 本机端口, 对端IP, 对端端口}
服务器通常固定在某个本地端口上监听,等待客户端的连接请求。因此,服务端端 TCP 连接四元组中只有对端 IP, 也就是客户端的 IP 和对端的端口,也即客户端的端口是可变的,因此,最大 TCP 连接数 = 客户端 IP 数×客户端端口数。对 IPv4,客户端的 IP 数最多为 2 的 32 次方,客户端的端口数最多为 2 的 16 次方,也就是服务端单机最大 TCP 连接数,约为 2 的 48 次方。
当然,服务端最大并发 TCP 连接数远不能达到理论上限。首先主要是文件描述符限制,按照上面的原理,Socket 都是文件,所以首先要通过 ulimit 配置文件描述符的数目;另一个限制是内存,按上面的数据结构,每个 TCP 连接都要占用一定内存,操作系统是有限的。
- 创建子进程(建立一个子公司)
- 创建更多的线程(在公司成立多个项目组)
- 每个项目组负责多个项目(采用轮询管理项目的进度)
- 由于 Socket 是文件描述符,因而某个线程盯的所有的 Socket,都放在一个文件描述符集合 fd_set 中,这就是项目进度墙,然后调用 select 函数来监听文件描述符集合是否有变化。一旦有变化,就会依次查看每个文件描述符。那些发生变化的文件描述符在 fd_set 对应的位都设为 1,表示 Socket 可读或者可写,从而可以进行读写操作,然后再调用 select,接着盯着下一轮的变化。
- 每个项目组负责多个项目(采用主动报告方式报告项目的进度)
- 如果改成事件通知的方式,情况就会好很多,项目组不需要通过轮询挨个盯着这些项目,而是当项目进度发生变化的时候,主动通知项目组,然后项目组再根据项目进展情况做相应的操作。
- 能完成这件事情的函数叫 epoll,它在内核中的实现不是通过轮询的方式,而是通过注册 callback 函数的方式,当某个文件描述符发送变化的时候,就会主动通知。因而,epoll 被称为解决 C10K 问题的利器。