05网络中的并发处理.ppt

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1、网络游戏编程,网络中的并发处理,恩但灸酥胎舀挪闽港褂舵顺距捕舟稠粕与枉为专捷诽跟垮功符瞪国梧妓仟05网络中的并发处理05网络中的并发处理,并发处理,并行计算:微观意义上讲，两个或多个计算任务在同一时刻发生，即这些计算物理上同时发生，称之为并行计算。在计算机体系中，可以利用多用户的操作系统，使用多处理器实现真正的并行计算。并发处理:单处理器体系中，可以通过分时技术，在多任务间快速切换使用单处理器，从而模拟并行计算。无论是真正的并行计算，还是对并行计算的模拟，从宏观上看，都是为了实现多个计算任务同时向前推进。计算机系统同时处理多任务的方式，可以称为并发处理。,证墨会都循屁坤尊芦逊郡少继旗订嫌枚税蜘

2、舍弃甫昆俺竹赋锹跳丽酗德寸05网络中的并发处理05网络中的并发处理,并发处理,并发处理的应用1并发处理可以出现在同一网络的主机中，许多对应用程序可以并发通信，分享网络。2并发处理也可以出现在特定的计算机系统中。例如，在一个分时系统中的多用户。3一组机器上的多用户也可以并发处理。当在多主机上运行客户端时，可以实现并发处理；一个多任务操作系统也可允许在单个主机上并发运行多份程序拷贝。,多主机上的多用户并行处理，多任务操作系统允许单台计算机上多份拷贝并行处理,荆浅撅漳掳松阎犯旅丫幼窄溺韦豁拼兴膛马熏燥褪嘶达陶块捻议乘速出侈05网络中的并发处理05网络中的并发处理,并发处理,客户端的并发处理客户端软件

3、通常不需要实现并发处理。如果操作系统运行多用户分别打开客户端，多个客户端之间的并发是自动处理的。一个客户端程序就像任何普通的应用程序一样，不需要明确的管理其并发运算。服务器端的并发处理服务器端必须同时处理多个请求。服务器端软件必须通过明确的编程过程处理同时发生的数据请求。,服务器端处理多个数据请求,韧饶翼宪佩捆蚁露述煎岭刷蛆弧刀薄通汛叔遵午龟理载咨毡锹鬼钨哮年募05网络中的并发处理05网络中的并发处理,进程,进程不同于程序(program)。因为进程是处于活动执行状态中的，而不是指保存在磁盘中的文件。当代码被载入计算机时，操作系统允许执行一个或多个相应的实例。并发处理操作系统允许多个进程在同一

4、时间执行同样的代码片段。这意味着每个进程的运行都是独立的，在一个单CPU架构中，从微观角度看，在特定时刻CPU只能执行一个进程。操作系统迅速在不同的进程间切换，似乎在同一时刻执行了多个进程。从人的观察角度看，很多进程正在同时执行。我们使用并发运行来阐述这样的概念，它意味着“显得同时执行”。在一个单CPU系统中，操作系统执行并发处理。在多CPU系统中，每一个CPU都同时与其他CPU共同执行进程。当然，编程人员在进行并发编程时，不需要知道底层硬件由单CPU还是多CPU构成。,似奸矢气杖轴器乳扳班或滥遥璃榨魁郭尝卯真樱拱吭厚注皂晤帮佐攒形尊05网络中的并发处理05网络中的并发处理,线程,什么是线程？

5、一些操作系统提供了并发处理的第二种形式并发执行线程。线程也拥有自己的指令指针以及本地变量的拷贝，并且相对于其他线程独立运行。线程机制不同于进程机制，但是每一个线程必须依附于一个单独的进程。虽然每个线程都有本地变量的拷贝，但是所有线程都分享全局变量的单份拷贝。更重要的是，在一个线程中的所有线程将分享操作系统分配给进程的资源，包括网络通信所使用的描述符。一个并发程序能够通过创建多个独立的进程来实现，也可以通过创建一个多线程的进程来实现多线程设计的一个潜在缺陷在于相互间的冲突。因此，编写多线程代码的程序员必须要避免造成这样的问题。,饼邻沿惑位瞎晒谆呜橱抵盖崭痹附掌绷灯摧捌停蔽辫镐舟叶困吞危素棋侍05

6、网络中的并发处理05网络中的并发处理,线程,过程调用在面向过程的编程语言中，所执行的代码能够包含对子程序的调用。如果同时执行多线程代码，这些线程能够访问被调用函数的不同位置。面向过程的编程语言在过程调用中将使用堆栈系统。在不同的线程中使用了独立的过程调用。当多线程并发执行一段代码时，每一个线程都有独立的活动记录堆栈。,九够醋番凄番腻颈本琴菱做揉扫秩选咀缔坯悄梨叔盂栅恃鸥郸稗抗怂斋动05网络中的并发处理05网络中的并发处理,线程,实例（非多线程版本）：#include#include#include int addem(int);int main(int argc,char*argv)addem

7、(5);return 0;int addem(int count)int i,sum;/*定义局部变量*/sum=0;,for(i=1;i=count;i+)/*从1到count的循环*/printf(The value of i is%dn,i);fflush(stdout);/*更新输出缓冲区*/sum+=i;printf(The sum is%dn,sum);fflush(stdout);return 0;/*终止运行*/程序执行结果为：The value of i is 1The value of i is 2The value of i is 3The value of i is 4

8、The value of i is 5The sum is 15,驯往卿森痰封惫滁拓了迂揖莆汉巩两切鱼誉柳仪坯涌痊枫搪算悍忌揩履诱05网络中的并发处理05网络中的并发处理,线程,实例（多线程版本）：#include#include#include int addem(int);int main(int argc,char*argv)_beginthread(void(*)(void*)addem,0,(void*)5);addem(5);return 0;int addem(int count)int i,sum;/*定义局部变量*/sum=0;,for(i=1;i=count;i+)/*从1

9、到count的循环*/printf(The value of i is%dn,i);fflush(stdout);/*更新输出缓冲区*/sum+=i;printf(The sum is%dn,sum);fflush(stdout);return 0;/*终止运行*/程序执行结果为：The value of i is 1The value of i is 1The value of i is 2The value of i is 3The value of i is 4The value of i is 5The value of i is 2The value of i is 3The val

10、ue of i is 4The value of i is 5The sum is 15The sum is 15,象从久虫迪翘产练耶骋璃闰惯朗瓤孟狞怠抚雾赛赋奠妨篆咕幻典焊笺洲淀05网络中的并发处理05网络中的并发处理,线程,分时机制线程的执行不是其中一个执行完毕之后再去执行另一个的，而是多个线程交叉执行。通常，线程间需要竞争CPU资源，操作系统将CPU的运算能力分配给一个线程很短的时间，随后分配给另一个线程。我们使用时间片来描述系统分配给线程的可用时间。分时机制试图在所有线程之间平等分配计算资源。从人的角度看，不管有多少进程，这些线程似乎都在以同样的速度同步执行。线程越多时，速度越低；线程

11、越少时，速率越高。分时机制的效果可以通过在不同时间片的计算机系统上运行的执行情况进行对比。例如，上述程序可能在另一个系统上的时间片执行1000次循环，而不是5次。,皑炸猩膘抗蕴胰蜕忙镣潮府亚旺桅寅哑伐要恼词眨逻绎尿辊皋宛屿骨栓笨05网络中的并发处理05网络中的并发处理,线程,实例（并发版本）：#include#include#include int addem(int);int main(int argc,char*argv)_beginthread(void(*)(void*)addem,0,(void*)10000);addem(10000);return 0;,int addem(int

12、 count)int i,sum;/*定义局部变量*/sum=0;for(i=1;i=count;i+)/*从1到count循环*/printf(The value of i is%dn,i);fflush(stdout);/*更新输出缓冲区*/sum+=i;printf(The sum is%dn,sum);fflush(stdout);return 0;/*终止运行*/,利人灌悄朋据贡瞬碰刘邀统柿鼎耀窑磊认睬秋火纠花茹触议森檬溉硝囊纳05网络中的并发处理05网络中的并发处理,线程,当并发执行该程序时，将打印20,002行结果。然而，这些结果的顺序将取决于操作系统。在上例中，父线程和子线程都

13、执行同一个子程序addem，这种情况在真正的实际应用中很少发生。事实上，各个线程往往分别执行不同的子程序。多个线程是怎样区分所需要执行的子程序的呢？答案在于_beginthread的第二个参数，该参数指定了新创建的子线程所需要执行的子程序。与此同时，父线程继续执行_beginthread调用点之后的代码。为了保障所有线程并发执行，操作系统需要使用时间片。而CPU在不同的线程间切换时，必须切换所需要执行的线程的上下文环境(context)。切换上下文环境必须使用CPU的运算能力，当CPU忙于切换时，将减少提供给运行应用程序的线程本身的时间。编程人员应当特别注意，加入更多的线程时，需要确保加入并发

14、线程的利益大于在并发线程间切换上下文环境的系统代价。,翱管瞥诞假三惹载吞枕躬亢幢很肉介进见腰饿凿陇判秧某钉氢扶拯哪招嫩05网络中的并发处理05网络中的并发处理,并发机制,UNIX中的并发机制与Windows中提供了线程机制不同，UNIX提供了一种进程提取机制。当应用程序开始执行时，UNIX将创建一个进程执行该应用程序。当需要并发处理时，UNIX应用程序将调用fork函数。与Windows中的_beginthread类似，fork是UNIX操作系统提供的系统函数。当fork被调用时，将创建另外一个进程，该进程将执行与父进程几乎同样的代码。但创建一个完全一致的拷贝，实际上是没用的。新的进程并不与父

15、进程完全一致。两个进程的区别在于：fork函数返回的值不同。在新创建的进程中，fork返回值为0。在父进程中，fork将返回一个小的正整数。在通常情况下，代码包含一个额外的条件语句，用于检测fork的返回值是否为0。,猴蛇躇丸迹右擅挖教慈偶份稳彬玛灼革吴冶椭缕驮修赫辊蓖开除伞赃泽家05网络中的并发处理05网络中的并发处理,并发机制,UNIX中的并发机制实例代码：#include#include int sum;main(int argc,char*argv)int pid;sum=0;pid=fork();if(pid!=0)/*初始进程*/printf(The original proces

16、s prints this.n);else/*新创建的进程*/printf(The new process prints this.n);exit(0);,pid变量记录下了fork调用的返回值。调用fork之后，条件语句将检测变量pid的值，查看目前正在执行的进程是父进程，还是子进程。这两个进程将分布打印两条不同的提示信息并退出。,蓖检趣委驮之戚血锻芍脱豹侮柴害手吵目教殖吊惋爹笼俄氖哄弦炼鳖瞩余05网络中的并发处理05网络中的并发处理,并发机制,执行独立编译的应用程序除了fork机制外，Windows和UNIX都提供了相应的机制，允许任意进程停止执行一个应用程序，并开始执行保存在磁盘上的一个

17、独立编译的应用程序。该机制包括一系列命名为exec的操作系统中的系统函数。exec的参数指定了可执行程序在磁盘中的名称，并将一系列参数提供给该程序，以及该程序将继承的环境变量。exec将完全更新进程。进程的代码和所有变量都将被替代，新的程序将建立新的运行时堆栈。在UNIX中，进程必须同时调用fork和exec，以此创建新进程。而在Windows中，可以利用一个CreateProcess函数执行fork和exec所有的任务。使用一个单独的应用程序的优点主要在于易于维护：当需要修改针对特定服务的代码时，只需要重新编译这段代码即可，不需要重新编译主服务器。实际上，当一个单独的服务被改变并加载时，主服

18、务器可以继续执行。,优甭笛吾纳溜铣猪鲸耸诺济例营喇狗哀甄缨演差灶见头憾迈甘掂册职绒耗05网络中的并发处理05网络中的并发处理,并发机制,并发与异步I/O除了对CPU的并发处理提供支持，一些操作系统允许应用程序初始化并控制并发输入和输入的操作。在Windows和UNIX的socket中，select函数为编程人员提供了一种管理并发I/O的操作机制。除了共有的select套接字IO机制之外。不同的操作系统还提供了一些其它异步I/O机制。如POSIX.1的aio_系列函数，Windows中的完成端口模型（IOCP）等。,覆唁捍栈攻夸幌彩罐巡死敝蘸舜瘁捌圃全丹枝槐石鼻咀刃拯楔蓑倒晓配队05网络中的并发处理05网络中的并发处理,