面试题答案
一键面试单线程模型
- 应用方式：在单线程异步I/O场景下，一个线程负责处理所有的I/O操作和业务逻辑。通过事件循环机制，如使用
select、poll或epoll（在Linux系统）等I/O多路复用技术，监听多个套接字上的I/O事件。当有事件发生时，线程会根据事件类型进行相应的I/O操作或调用业务处理函数。 - 优点：
- 实现简单，没有线程同步的开销。因为只有一个线程，不存在线程间资源竞争和死锁等问题，代码逻辑相对清晰。
- 内存消耗低，不需要为多个线程分配额外的栈空间等资源。
- 缺点：
- 无法充分利用多核CPU的性能。因为单线程一次只能执行一个任务，在多核处理器环境下，CPU资源利用率较低。
- 如果某个I/O操作或业务逻辑处理时间过长，会阻塞整个事件循环，导致其他I/O操作无法及时处理，影响服务器的响应性能。
多线程模型
- 应用方式：通常有一个主线程负责监听新的连接请求，当有新连接到来时，主线程将该连接分配给一个工作线程。每个工作线程负责处理分配给它的连接上的I/O操作和业务逻辑。工作线程也可以使用I/O多路复用技术来同时处理多个套接字的I/O事件。另外一种常见模式是每个连接对应一个线程，这样每个线程专门处理一个连接的所有I/O和业务，不过这种方式在连接数较多时资源开销较大。
- 优点：
- 可以充分利用多核CPU的性能，每个线程可以在不同的CPU核心上并行执行，提高服务器的整体处理能力。
- 一个线程的阻塞不会影响其他线程的I/O操作和业务处理，提高了服务器的并发处理能力。
- 缺点：
- 线程同步开销大。多个线程访问共享资源时，需要使用锁机制（如互斥锁、条件变量等）来保证数据的一致性，这会带来额外的性能开销，并且可能导致死锁问题。
- 线程创建和销毁的开销较大。如果频繁创建和销毁线程，会影响服务器的性能。
- 编程复杂度高。需要处理线程间的通信、同步等问题，代码维护和调试难度增加。
线程池模型
- 应用方式：预先创建一定数量的线程作为线程池，主线程依然负责监听新的连接请求。当有新连接到来时，主线程将任务（通常是包含I/O操作和业务逻辑的函数或对象）放入任务队列中。线程池中的线程从任务队列中取出任务并执行。线程在执行完一个任务后，不会销毁，而是回到线程池中等待下一个任务，这样避免了频繁创建和销毁线程的开销。
- 优点：
- 减少线程创建和销毁的开销，提高了服务器的性能和响应速度。因为线程池中的线程是复用的，避免了重复创建和销毁线程带来的系统资源开销。
- 可以有效控制并发线程的数量，避免过多线程导致系统资源耗尽。通过调整线程池的大小，可以根据服务器的硬件资源和负载情况来优化性能。
- 与多线程模型相比，由于线程数量相对固定，线程同步的复杂度有所降低，在一定程度上减少了死锁等问题的发生概率。
- 缺点：
- 任务队列可能成为性能瓶颈。如果任务队列处理速度较慢，而新任务不断添加，可能导致队列堆积，影响服务器的响应时间。
- 线程池大小的设置需要根据实际情况进行调优。如果线程池过小，无法充分利用系统资源；如果线程池过大，又会增加线程同步开销和系统资源消耗。