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面试题:Ruby事件驱动编程中的并发处理

在Ruby的事件驱动编程模型下,使用EventMachine处理多个并发的网络请求。假设你要实现一个代理服务器,它接收来自多个客户端的HTTP请求,转发到目标服务器,并将响应返回给客户端。描述如何处理可能出现的并发问题,如资源竞争、连接管理等,同时给出核心处理逻辑的代码框架。
34.9万 热度难度
编程语言Ruby

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试

处理并发问题

  1. 资源竞争
    • 共享数据:在代理服务器中,可能共享的资源如连接池、缓存等。使用线程安全的数据结构,例如Ruby的Concurrent::Hash来存储缓存数据,避免多个线程同时修改导致数据不一致。
    • 同步访问:对于非线程安全的资源,使用互斥锁(Mutex)来确保同一时间只有一个线程可以访问。比如在操作连接池时,用互斥锁包裹连接的获取和释放操作。
  2. 连接管理
    • 连接池:建立一个连接池来管理与目标服务器的连接。使用ConnectionPool类(可以自定义实现或使用第三方库如connection_pool)。这样可以避免频繁创建和销毁连接带来的开销,并且能有效控制并发连接数。
    • 连接复用:当一个客户端请求完成后,将连接放回连接池供其他请求复用,而不是立即关闭。
    • 连接超时:设置连接超时时间,防止请求长时间占用连接资源。如果在规定时间内连接没有成功建立或数据没有完整传输,关闭连接并返回错误信息给客户端。

核心处理逻辑的代码框架

require 'eventmachine'
require 'http_parser.rb'

class ProxyServer < EventMachine::Connection
  include HttpParser::Callbacks

  def initialize(target_host, target_port)
    @target_host = target_host
    @target_port = target_port
    @request_data = ''
    @response_data = ''
    @http_parser = HttpParser::Parser.new(self)
    @target_connection = nil
  end

  def receive_data(data)
    @request_data << data
    begin
      @http_parser.execute(data, data.size)
    rescue HttpParser::Error => e
      puts "HTTP parsing error: #{e}"
      close_connection
    end
  end

  def on_headers_complete(headers)
    # 处理请求头,例如添加代理相关头信息
    connect_to_target
    @target_connection.send_data(@request_data)
  end

  def on_body(data)
    # 如果有请求体,转发给目标服务器
    @target_connection.send_data(data) if @target_connection
  end

  def on_message_complete
    # 请求结束,等待目标服务器响应
  end

  def connect_to_target
    @target_connection = EventMachine.connect(@target_host, @target_port, ProxyTargetConnection, self)
  end

  def forward_response(data)
    @response_data << data
    send_data(data)
  end

  def close_connection_after_writing
    super
    @target_connection&.close_connection if @target_connection
  end
end

class ProxyTargetConnection < EventMachine::Connection
  def initialize(proxy_connection)
    @proxy_connection = proxy_connection
  end

  def receive_data(data)
    @proxy_connection.forward_response(data)
  end

  def unbind
    @proxy_connection.close_connection_after_writing
  end
end

# 启动代理服务器
EventMachine.run do
  target_host = 'example.com'
  target_port = 80
  EventMachine.start_server('0.0.0.0', 8080, ProxyServer, target_host, target_port)
end

上述代码框架实现了一个简单的基于EventMachine的代理服务器,它接收客户端的HTTP请求,转发到目标服务器,并将响应返回给客户端。在处理过程中,通过合理的连接管理和对数据处理流程的设计,一定程度上避免了常见的并发问题。实际应用中可能还需要更多的优化和错误处理机制。