CN111182041B - 一种网络服务器共享缓存区的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络服务器共享缓存区的方法，包括以下步骤：启动网络服务器的监听进程，并将指定大小的内存池配置为连接进程的公共缓冲区；将公共缓冲区分为若干缓冲区块，设置缓冲区位图并在缓冲区位图中标志已使用的缓冲区块；响应于监听进程收到客户端的连接请求产生连接进程，根据连接进程的传输数据量的大小占用公共缓冲区的一个或多个未被标记的缓冲区块并将被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中；响应于连接进程退出，将连接进程使用的缓冲区块在缓冲区位图中清空。本发明还公开了一种计算机设备。本发明提出的网络服务器共享缓存区的方法和设备避免频繁分配和释放缓冲区，同时解决了使用线程存在互相影响的问题。

Description

一种网络服务器共享缓存区的方法和设备

技术领域

本发明涉及服务器管理技术领域，更具体地，特别是指一种网络服务器共享缓存区的方法和设备。

背景技术

在服务器-客户端模型中，当有新的客户端发出请求并完成连接后，服务器会生成新的进程用来处理新客户端的请求，同时新进程生成创建文件流用于和客户端发送和接收信息，由于创建文件流过程中需要创建文件描述符对应的缓冲区，因此当有大量客户端短暂连接的情况(如DNS请求)需要频繁分配和释放缓冲区，造成不必要的系统开销。且服务器不易确认客户端需要的缓冲区大小，分配过大造成不必要内存浪费，过小则会引起大量缓冲区冲刷增加网络负担。

目前为了解决上述问题，服务器可以在获得新连接请求时可以创建线程替代创建进程，由于线程间共享文件流的文件描述符，因此能实现共享缓冲区。但由于线程间共享全局变量、信号等信息，存在相互影响的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种网络服务器共享缓冲区的方法，使服务器产生的进程只共享缓冲区，避免频繁分配和释放缓冲区，同时解决使用线程存在互相影响的问题。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种网络服务器共享缓存区的方法，包括在存储主机中执行如下步骤：启动网络服务器的监听进程，并将指定大小的内存池配置为连接进程的公共缓冲区；将公共缓冲区分为若干缓冲区块，设置缓冲区位图并在缓冲区位图中标志已使用的缓冲区块；响应于监听进程收到客户端的连接请求产生连接进程，根据连接进程的传输数据量的大小占用公共缓冲区的一个或多个未被标记的缓冲区块并将被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中；响应于连接进程退出，将连接进程使用的缓冲区块在缓冲区位图中清空。

在本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式中，响应于监听进程收到客户端的连接请求产生连接进程，根据连接进程的传输数据量的大小占用公共缓冲区的一个或多个未被标记的缓冲区块并将被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中还包括：对用于使连接进程和客户端通信的文件流分配文件描述符，在文件描述符中记录被连接进程占用的缓冲区块序号。

在本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式中，方法还包括：响应于通过网络服务器的通信进程主动触发清空操作，清空文件描述符中记录的缓冲区块的数据。

在本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式中，方法还包括：响应于文件描述符记录的缓冲区块写满，触发清空操作。

在本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式中，方法还包括：监听进程定期查询缓冲区块以及缓冲区位图，并将退出连接进程但未清空的连接进程对应的缓冲区位图中的所述缓冲区块清空。

在本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式中，方法还包括：监听进程定期查询缓冲区位图；响应于缓冲区位图的占用率小于第一预设值，将公共缓冲区的大小减半；响应于缓冲区位图的占用率大于第二预设值，将公共缓冲区的大小翻倍。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：启动网络服务器的监听进程，并将指定大小的内存池配置为连接进程的公共缓冲区；将公共缓冲区分为若干缓冲区块，设置缓冲区位图并在缓冲区位图中标志已使用的缓冲区块；响应于监听进程收到客户端的连接请求产生连接进程，根据连接进程的传输数据量的大小占用公共缓冲区的一个或多个未被标记的缓冲区块并将被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中；响应于连接进程退出，将连接进程使用的缓冲区块在缓冲区位图中清空。

在本发明的计算机设备的一些实施方式中，响应于监听进程收到客户端的连接请求产生连接进程，根据连接进程的传输数据量的大小占用公共缓冲区的一个或多个未被标记的缓冲区块并将被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中还包括：对用于使连接进程和客户端通信的文件流分配文件描述符，在文件描述符中记录被连接进程占用的缓冲区块序号。

在本发明的计算机设备的一些实施方式中，步骤还包括：监听进程定期查询缓冲区块以及缓冲区位图，并将退出连接进程但未清空的连接进程对应的缓冲区位图中的所述缓冲区块清空。

在本发明的计算机设备的一些实施方式中，步骤还包括：监听进程定期查询缓冲区位图；响应于缓冲区位图的占用率小于第一预设值，将公共缓冲区的大小减半；响应于缓冲区位图的占用率大于第二预设值，将公共缓冲区的大小翻倍。

本发明具有至少以下有益技术效果：本发明通过对网络服务器监听进程预分配缓冲区，实现了通信进程的缓冲区共享。监听进程预分配缓冲区，生成通信进程时直接声明而避免分配和释放，通过缓冲区位图管理缓冲区声明，降低了网络服务器的负载。监听进程定期申请或释放缓冲区，保证了内存的合理使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本发明提供的网络服务器共享缓存区的方法的实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种网络服务器共享缓存区的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的网络服务器共享缓存区的方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：

S100、启动网络服务器的监听进程，并将指定大小的内存池配置为连接进程的公共缓冲区；

S200、将公共缓冲区分为若干缓冲区块，设置缓冲区位图并在缓冲区位图中标志已使用的缓冲区块；

S300、响应于监听进程收到客户端的连接请求产生连接进程，根据连接进程的传输数据量的大小占用公共缓冲区的一个或多个未被标记的缓冲区块并将被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中；

S400、响应于连接进程退出，将连接进程使用的缓冲区块在缓冲区位图中清空。

在本发明的一些实施例中，网络服务器共享缓冲区的方法的前提是使用一个公用的大内存池。在步骤S100中，首先，当网络服务器的监听进程启动后，生成一个指定大小的内存池作为连接进程的公共缓冲区。在步骤S200中，该公共缓冲区被分为32块或其他数量的块。其中，缓冲区大小和块数可以作为服务的参数静态配置。用缓冲区位图标志已使用的缓冲区。然后，在步骤S300中，当监听进程收到客户端的连接请求而产生连接进程时，连接进程用于和客户端通信的文件流不另分配缓冲区，但声明占用监听进程申请内存池的一部分作为公共缓冲区。将缓冲区位图中对应块的标记置位。对于传输数据量较大的连接进程，可以使用多块缓冲区块。在步骤S400中，连接进程退出时，将自己使用的缓冲区块在位图中清0。

根据本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式，响应于监听进程收到客户端的连接请求产生连接进程，根据连接进程的传输数据量的大小占用公共缓冲区的一个或多个未被标记的缓冲区块并将被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中还包括：对用于使连接进程和客户端通信的文件流分配文件描述符，在文件描述符中记录被连接进程占用的缓冲区块序号。在本发明的一些实施例中，连接进程用于和客户端通信的文件流分配文件描述符并将占用的所有块记录到文件描述符中。

根据本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式，方法还包括：响应于通过网络服务器的通信进程主动触发清空操作，清空文件描述符中记录的缓冲区块的数据。在本发明的一些实施例中，当服务器通信进程主动触发flush(冲刷缓冲区)时，只flush文件描述符中记录的缓冲区块。

根据本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式，方法还包括：响应于文件描述符记录的缓冲区块写满，触发清空操作。在本发明的一些实施例中，当文件描述符记录的缓冲区块写满时，也会被动触发flush。

根据本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式，方法还包括：监听进程定期查询缓冲区块以及缓冲区位图，并将退出连接进程但未清空的连接进程对应的缓冲区位图中的所述缓冲区块清空。在本发明的一些实施例中，监听进程定期查询子进程的缓冲区块，将连接退出但未清空的位图中的所述缓冲区块清0。

根据本发明的网络服务器共享缓存区的方法的一些实施方式，方法还包括：监听进程定期查询缓冲区位图；响应于缓冲区位图的占用率小于第一预设值，将公共缓冲区的大小减半；响应于缓冲区位图的占用率大于第二预设值，将公共缓冲区的大小翻倍。在本发明的一些实施例中，监听进程定期查询缓冲区位图，如果大部分公共缓冲区未被使用，则将公共缓冲区大小减半。同样如果公共缓冲区占用率超过2/3，则进行预分配，将公共缓冲区大小乘2。

需要特别指出的是，上述网络服务器共享缓存区的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于网络服务器共享缓存区的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：S100、启动网络服务器的监听进程，并将指定大小的内存池配置为连接进程的公共缓冲区；S200、将公共缓冲区分为若干缓冲区块，设置缓冲区位图并在缓冲区位图中标志已使用的缓冲区块；S300、响应于监听进程收到客户端的连接请求产生连接进程，根据连接进程的传输数据量的大小占用公共缓冲区的一个或多个未被标记的缓冲区块并将被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中；S400、响应于连接进程退出，将连接进程使用的缓冲区块在缓冲区位图中清空。

在本发明的计算机设备的一些实施方式中，响应于监听进程收到客户端的连接请求产生连接进程，根据连接进程的传输数据量的大小占用公共缓冲区的一个或多个未被标记的缓冲区块并将被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中还包括：对用于使连接进程和客户端通信的文件流分配文件描述符，在文件描述符中记录被连接进程占用的缓冲区块序号。

在本发明的计算机设备的一些实施方式中，步骤还包括：监听进程定期查询缓冲区块以及缓冲区位图，并将退出连接进程但未清空的连接进程对应的缓冲区位图中的缓冲区块清空。

在本发明的计算机设备的一些实施方式中，步骤还包括：监听进程定期查询缓冲区位图；响应于缓冲区位图的占用率小于第一预设值，将公共缓冲区的大小减半；响应于缓冲区位图的占用率大于第二预设值，将公共缓冲区的大小翻倍。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，网络服务器共享缓存区的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种网络服务器共享缓存区的方法，其特征在于，所述方法包括：

启动所述网络服务器的监听进程，并将指定大小的内存池配置为连接进程的公共缓冲区；

将所述公共缓冲区分为若干缓冲区块，设置缓冲区位图并在所述缓冲区位图中标志已使用的所述缓冲区块；

响应于所述监听进程收到客户端的连接请求产生所述连接进程，根据所述连接进程的传输数据量的大小占用所述公共缓冲区的一个或多个未被标记的所述缓冲区块并将所述被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中；

响应于所述连接进程退出，将所述连接进程使用的所述缓冲区块在所述缓冲区位图中清空。

2.根据权利要求1所述的网络服务器共享缓存区的方法，其特征在于，所述响应于所述监听进程收到客户端的连接请求产生所述连接进程，根据所述连接进程的传输数据量的大小占用所述公共缓冲区的一个或多个未被标记的所述缓冲区块并将所述被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中还包括：

对用于使所述连接进程和所述客户端通信的文件流分配文件描述符，在所述文件描述符中记录被所述连接进程占用的所述缓冲区块序号。

3.根据权利要求2所述的网络服务器共享缓存区的方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于通过所述网络服务器的通信进程主动触发清空操作，清空所述文件描述符中记录的所述缓冲区块的数据。

4.根据权利要求3所述的网络服务器共享缓存区的方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于所述文件描述符记录的所述缓冲区块写满，触发所述清空操作。

5.根据权利要求1所述的网络服务器共享缓存区的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述监听进程定期查询所述缓冲区块以及所述缓冲区位图，并将退出所述连接进程但未清空的所述连接进程对应的所述缓冲区位图中的所述缓冲区块清空。

6.根据权利要求1所述的网络服务器共享缓存区的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述监听进程定期查询所述缓冲区位图；

响应于所述缓冲区位图的占用率小于第一预设值，将所述公共缓冲区的大小减半；

响应于所述缓冲区位图的所述占用率大于第二预设值，将所述公共缓冲区的大小翻倍。

7.一种计算机设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现以下步骤：

启动网络服务器的监听进程，并将指定大小的内存池配置为连接进程的公共缓冲区；

将所述公共缓冲区分为若干缓冲区块，设置缓冲区位图并在所述缓冲区位图中标志已使用的所述缓冲区块；

响应于所述监听进程收到客户端的连接请求产生所述连接进程，根据所述连接进程的传输数据量的大小占用所述公共缓冲区的一个或多个未被标记的所述缓冲区块并将所述被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中；

响应于所述连接进程退出，将所述连接进程使用的所述缓冲区块在所述缓冲区位图中清空。

8.根据权利要求7所述的计算机设备，其特征在于，所述响应于所述监听进程收到客户端的连接请求产生所述连接进程，根据所述连接进程的传输数据量的大小占用所述公共缓冲区的一个或多个未被标记的所述缓冲区块并将所述被占用的缓冲区块标志在缓冲区位图中还包括：

对用于使所述连接进程和所述客户端通信的文件流分配文件描述符，在所述文件描述符中记录被所述连接进程占用的所述缓冲区块序号。

9.根据权利要求7所述的计算机设备，其特征在于，所述步骤还包括：

所述监听进程定期查询所述缓冲区块以及所述缓冲区位图，并将退出所述连接进程但未清空的所述连接进程对应的所述缓冲区位图中的所述缓冲区块清空。

10.根据权利要求7所述的计算机设备，其特征在于，所述步骤还包括：

所述监听进程定期查询所述缓冲区位图；

响应于所述缓冲区位图的占用率小于第一预设值，将所述公共缓冲区的大小减半；

响应于所述缓冲区位图的所述占用率大于第二预设值，将所述公共缓冲区的大小翻倍。

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