根据计算机系统的工做原理，咱们知道了整体思路为：从CPU到内存，再到磁盘的过程。内存分为：内核空间和用户空间。相应的CPU也分为内核模式和用户模式。那一个用户级的计算机应用，又如何的详细工做过程呢？如下以WEB读文件为例：html
Round1:linux
内核模式到用户模式的转换：nginx
对于一次IO访问（这回以read举例），数据会先被拷贝到操做系统内核的缓冲区中，而后才会从操做系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的缓冲区，最后交给进程。因此说，当一个read操做发生时，它会经历两个阶段：
1. 等待数据准备 (Waiting for the data to be ready)
2. 将数据从内核拷贝到进程中 (Copying the data from the kernel to the process)。算法
问题：apache
以上两个阶段，用户空间一直处理阻塞状态，即等待完成。经过一个进程没法快速响应结束，再接受另外一个WEB请求。网络
解决方案：多线程
采用prefork模型（apache）,即多进程模式。异步
1.控制权限的httpd进程，监听80端口；
2.主进程（httpd）管理服务子进程的调度，派生和销毁,响应用户的请求。async
Round2:函数
问题：
多进程运做，当进程过多的时候，进程间切换会愈加频繁。但进程间切换开销又过大。
解决方案：
1.worker模式（apache），即多进程多线程模式。
优势：a.线程切换是轻量级的，线程间能够共享不少资源，好比内存；
b.单线程崩溃，会形成父进程崩溃；线程过多，进行切换，会形成线程抖动。因此采用了多进程，而不是彻底依赖多线程。
2.单进程绑定CPU解决，直接杜绝了进程切换。nginx支持。
Round3:
问题：因为两次数据复制过程，进程都处于阻塞状态，浪费了进程数和相关资源。
解决方案： IO优化。
linux系统产生了下面五种网络模式的方案：
-- 阻塞 I/O（blocking IO）
-- 非阻塞 I/O（nonblocking IO）
-- I/O 多路复用（ IO multiplexing）
-- 信号驱动 I/O（ signal driven IO）
-- 异步 I/O（asynchronous IO）
阻塞I/O模式：内核准备数据和数据从内核拷贝到进程内存地址，这两个过程应用进程都是阻塞的；
非阻塞I/O模式：内核准备数据阶段不阻塞，可是进程须要周期询问内核数据是否准备好；而后再从内核拷贝到进程内存地址阶段是阻塞的；
I/O多路复用：两个过程都是阻塞的，可是使用了select算法，一个进程或者线程能够同时处理多个I/O请求；poll算法也支持。
信号驱动I/O：同非阻塞I/O模式，可是不用进程轮询，而是事件驱动，在内核数据准备好以后，向进程通知，epoll算法支持。
异步I/O：两个过程都不阻塞，告知内核须要取的数据以后，内核负责准备数据，并拷贝到用户空间，再通知进程。而不是非阻塞里面的，进程来询问内核。
备注：
a.apahce除了prefork、worker模式，还有就是event模式。event模式，即信号驱动I/O模式。另外还优化了长链接。
基于长链接，长期keep-alive在线，浪费线程，所以专门设定一个管理进程来管理这些长链接，在特定条件下，能够回收线程资源，而不会出现空闲线程。
b.nginx采用了异步I/O模式，有效解决了C10K问题。将系统性能提高了三倍以上。
另外nginx还使用了虚拟内存的机制，调用了mmap函数，即作了内存映射。并不将磁盘的文件复制到内存中，而是直接映射到内存中。只须要一次复制突出，而不须要两次。
原文出处：https://www.cnblogs.com/daiaiai/p/11073493.html