本章提要

网络应用程序、特别是服务器，经常需要并发地处理请求，以满足“服务质量（quality of service）”的要求。在第5章，我们讲述了“和并发选择（concurrency alternative）相关”的一般性设计权衡（design tradeoff）。在本章，我们将对同步事件多路分离（synchronous event demultiplexing）、多进程、多线程和同步机制作简要概述，利用这些机制，就可以实现第5章介绍过的那些设计。如果通过原始的“C层次”的并发API来开发网络应用程序，将会遇到一些常见的可移植性问题和编程方面的问题，本章也对这些问题进行了讨论。

6.1  同步事件多路分离

“同步事件多路分离器（synchronous event demultiplexer）”是OS提供的一个函数，用于在一组事件源（event source）上等待特定事件的发生。当一个或多个事件源被激活时，函数将返回至调用者。于是，调用者可以处理这些“来自多个源”的事件。通常，同步事件多路分离器被用作“反应式服务器”事件循环（event loop）的基本构件；它以一种“连续”而且“有序”的方式，对“来自客户的事件”进行检查并作出反应。

大多数操作系统都支持一个或多个“同步事件多路分离”函数，例如：

l  poll()函数^[Rag93]，出自System V UNIX；

l  WaitForMultipleObjects()函数^[Sol98]，由Win32提供；

l  select()函数^[Ste98]，在I/O句柄上对事件源进行多路分离1。

我们将重点讨论select()，因为它最常见。在事件驱动型（event-driven）网络应用程序中，可以运用select()，确定I/O操作可以在哪些句柄上同步调用，但不会阻塞那些发起这些调用的应用程序线程。select()函数的C API版本大致如下所示：

int select (int width,           // Maximum handle plus 1

            fd_set *read_fds,     // Set of "read" handles

            fd_set *write_fds,    // Set of "write" handles

            fd_set *except_fds,   // Set of "exception" handles

            struct timeval *timeout);// Time to wait for events

fd_set是一个结构，表示一组句柄（一个句柄集），用于检查I/O事件。三个fd_set地址参数分别是read_fds、write_fds和except_fds；select()分别检查它们，看它们的句柄是否处于“读”、“写”活动状态，或处于“异常条件”（例如，带外数据（out-of-band data））。select()函数通过修改它的fd_set参数，向调用者通知“活动”和“非活动”句柄的情况。

l  在fd_set中，如果一个句柄值是“非活动”的，那个句柄将被忽略；在select()返回的fd_set中，它的值将是“非活动”的。

l  如果fd_set中的一个句柄值是“活动”的，则select()将会在相应的句柄上检查是否有未处理的事件。如果在这个句柄上有一个未处理事件，则在select()返回的fd_set中，相应的值将是“活动”的。如果这个句柄没有未处理事件，则在返回的fd_set中，它的值将是“非活动”的。

每一个OS平台都会提供一组基本操作，允许应用程序“查询”、“操纵”fd_set。这些操作虽然在某些平台上是宏（macro），在另外一些平台上是函数，但它们具有一组统一的名称和行为：

select()的最后一个参数是一个“指向struct timeval”的指针；这个结构包含以下两个字段：

struct timeval

{

  long tv_sec;  /* seconds */

  long tv_usec; /* microseconds */

};

以下三种timeval值可以传给select()，以控制“超时”行为：