面试题：C语言中Linux C语言prefork模型负载均衡策略的基本原理

Question

请简要阐述Linux C语言prefork模型负载均衡策略的基本原理，并说明该策略在处理高并发请求时相较于其他模型的优势。

Answer 1

1. Linux C语言 prefork 模型负载均衡策略基本原理

在 prefork 模型中，服务器进程在启动时预先创建一定数量的子进程。这些子进程在启动后就处于等待请求的状态，当有新的客户端请求到达时，主进程并不直接处理请求，而是将请求分发给预先创建好的某个子进程。 分发请求的方式通常有多种，比如简单的轮询方式：主进程维护一个子进程列表，按顺序依次将请求分配给每个子进程，从列表头开始，当到达列表尾时，再回到列表头重新分配；也可以采用基于权重的方式，根据每个子进程的处理能力（如 CPU 性能、内存大小等因素综合考量）设置不同的权重，权重高的子进程分配到请求的概率更大，从而实现负载均衡。

2. 相较于其他模型在处理高并发请求时的优势

• 减少进程创建开销：与传统的每当有新请求到达时才创建子进程处理请求的模型（如 fork - on - demand 模型）相比，prefork 模型预先创建子进程，避免了高并发场景下频繁创建和销毁进程带来的大量系统开销。进程创建涉及内存分配、资源初始化等操作，开销较大，prefork 模型可将这些开销分散在服务器启动阶段，提高了处理高并发请求的效率。
• 快速响应请求：由于子进程已预先创建并处于等待状态，当请求到达时能立即被处理，无需等待进程创建时间，大大缩短了请求的响应时间，更适合处理对响应时间敏感的高并发业务场景。
• 资源利用率较高：通过合理的负载均衡策略（如基于权重分配请求），可以根据子进程实际处理能力分配任务，避免某些子进程负载过重，而另一些子进程闲置的情况，使系统资源（如 CPU、内存等）得到更充分有效的利用，从而能应对更高的并发请求量。