整理 tcp 服务器的设计思路
TCP服务器核心设计思路
构建一个TCP服务器，本质是创建一个能持续响应网络连接和数据读写的服务进程。其设计核心在于如何高效地管理并发连接。以下是几种主流的设计模式。
一、 迭代服务器（循环处理）
这是最基础的形式。服务器按顺序逐个处理客户端连接，只有在完全处理完一个客户端的全部请求并断开连接后，才会处理下一个。
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工作流程：
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创建 socket (
socket) -
绑定地址 (
bind) -
开始监听 (
listen) -
进入循环：
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接受连接 (
accept) -
与客户端进行数据读写 (
read/write) -
关闭连接 (
close)
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优点：逻辑简单，代码直观。
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缺点：严重缺乏并发性。任一客户端的处理过程都会阻塞后续所有客户端。
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适用场景：仅用于学习或测试，不适用于生产环境。
二、 并发服务器：多进程/多线程模型
为了解决迭代服务器的阻塞问题，最直接的思路是为每个新连接创建一个独立的执行流。
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工作流程：
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主进程执行
socket(),bind(),listen()。 -
主进程进入循环，调用
accept()等待新连接。 -
当
accept()返回一个新连接套接字后，主进程立即fork()一个子进程（或创建一个新线程）来处理这个连接。 -
子进程（或线程）负责与新客户端进行数据读写，完成后关闭连接并退出。
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主进程继续循环，等待下一个连接。
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优点：
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模型清晰，简化了并发编程。
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进程/线程间地址空间隔离，一个客户端崩溃不会影响服务器主进程或其他客户端。
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缺点：
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资源开销大：创建进程/线程本身需要消耗大量CPU和内存。
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上下文切换开销大：当连接数很高时，操作系统在大量进程/线程间切换会带来显著性能损耗。
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连接数受限于系统能创建的进程/线程总数。
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适用场景：连接数相对稳定且不算太多，但连接持续时间较长的应用。
三、 并发服务器：I/O多路复用模型
这是现代高性能网络服务器的核心模式。该模型使用单个进程（或少量进程），但通过系统调用同时监视多个连接上的I/O事件。
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核心机制：服务器进程通过
select、poll或epoll等系统调用，向内核注册一批套接字，并阻塞等待。当其中任何一个套接字变得可读（有数据到达）、可写（可以发送数据）或发生错误时，内核会通知进程。进程再遍历这些被激活的套接字，进行非阻塞式的读写操作。 -
工作流程：
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创建监听套接字，设置为非阻塞。
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创建事件监视器（如
epoll_create）。 -
将监听套接字注册到事件监视器，关注其可读事件（新连接）。
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进入事件循环：
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调用
epoll_wait阻塞等待事件发生。 -
当
epoll_wait返回后，遍历所有发生的事件：-
如果是监听套接字可读，则调用
accept接收新连接，并将新连接的套接字也注册到事件监视器。 -
如果是客户端连接套接字可读，则进行非阻塞的
read和处理。 -
如果是客户端连接套接字可写，则进行非阻塞的
write。
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优点：
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高并发、低资源消耗：单进程即可管理数万甚至数十万连接，极大地减少了资源开销和上下文切换。
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缺点：
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编程复杂度高，逻辑更为迂回。
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所有业务逻辑都必须是非阻塞的，并且要避免耗时操作，否则会阻塞整个事件循环。
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适用场景：需要处理海量并发连接的场景，如即时通讯、消息推送、API网关等。在Linux下，
epoll是最高效的实现。
总结
选择哪种设计模型，取决于应用的实际需求和预期的规模：
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迭代模型用于学习和原型验证。
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多进程/线程模型适用于连接数可控的中小型服务。
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I/O多路复用模型是构建高性能、高并发网络服务的首选。
理解这些核心模式，是设计和实现一个健壮、高效TCP服务器的基础。
