C10K 问题
C10K 问题指的是在单个服务器上处理 10,000 个并发客户端连接 的挑战。这个 问题在 20 世纪 90 年代末随着互联网的普及和应用程序对更多并发用户的需求而出现。
C10k (www.kegel.com/c10k.html) 问题是一台主机同时支持 10k 并发连接，此文虽然成文于十多年前，但是对理解 linux 中 Web Server 的发展和设计有非常大的帮助，而且作者（Dan Kegel）提供了一系列的文章和资料可供研读，借助本文我们一起看看作者分析 Web Server 问题的思路。
虽然 C10K 问题在很大程度上已经得到解决，但它仍然是 Web 服务器设计和开发中的一个重要概念。随着应用程序继续要求更高水平的并发性，开发人员必须意识到这些挑战，并选择适当的技术和架构来处理负载。
提出问题
作者从现代计算机硬件所能承受的带宽和计算速度来(注:十多年前的计算机)计算支持单个 client 所需要的内存和带宽以及计算周期，从而得出当时的计算机承载 10k 个连接并不是多大的问题，于是一步步提出了解决方案。
传统的服务器架构依赖于 每个连接一个线程 的模型。这意味着每个客户端连接都由一个单独的线程处理。然而，创建和管理数千个线程是 资源密集型 的，并且会导致：
- 高 CPU 和内存消耗： 创建和管理大量线程会消耗大量的资源。
- 上下文切换开销： 频繁地在线程之间切换可能效率低下，尤其是在处理大量连接时。
- 可扩展性有限： 服务器可以处理的线程数量受可用资源的限制，这使得难以扩展以处理大量连接。
基础知识准备
在理解所要讲解的问题之前，提供了一本书供读者参考--Unix Network Programming : Networking Apis: Sockets and Xti (Volume 1)，只有对 socket、IO 模型、线程等操作系统技术有所理解才能更好的理解作者提出的问题。
解决 C10K 问题的方案：
为了克服 C10K 问题，已经开发了几种方法。以下是几个关键方法：
- 事件驱动 I/O： 这种方法使用单个线程来管理多个连接，使用事件来指示何时准备好读取或写入数据。例如：Node.js、Nginx、EventMachine。
- 异步 I/O： 这种方法允许服务器在等待 I/O 操作完成时继续处理其他请求。例如：Java NIO、Python asyncio。
- 使用线程池的多线程： 这种方法使用有限数量的线程来处理多个连接。这减少了线程创建开销，并允许更好地利用资源。例如：Go、Java ExecutorService。
- 多进程架构： 这种方法使用多个进程来处理不同的连接。这对于跨多个核心分配工作负载可能很有效。例如：Apache prefork MPM。
- 非阻塞 I/O： 这种方法允许服务器在等待数据可用时继续处理其他请求，从而提高性能并减少线程创建开销。
- Epoll/Kqueue： 这些是专门的系统调用，可以有效地管理大量文件描述符（连接）以进行事件驱动 I/O。
各种IO编程范式在各个平台的实现
分析了各种 IO 策略在各个平台的实现以及它们的优缺点，其中包括：
- 使用非阻塞 IO 单线程 level-trigger 模型
- 使用非阻塞 IO 单线程 edge-trigger 模型
- 单线程异步 IO 模型
- 多线程模型
有了这些分析，读者几乎可以说对这些模型的优缺点有了大体的掌握和理解。
特定问题特定分析
总是有些问题需要额外关注，列举了 linux 的打开文件的问题，Java 的 IO 模型实现问题，这些问题在设计和实现 Web Server 时都需要特别关注。
技巧和限制
在实现高性能的的同时有些技巧需要我们去留意，比如 zero-copy、内存映射技术、无锁编程等等，除此之外一些系统或技术的限制我们也应该去了解，也就是说要充分发挥技术的优势，尽量避免技术的缺陷。
如何衡量性能
说了那么多高性能的实用技术，又如何评估呢？作者提供了两个指标：
- 每秒的连接数
- 尽可能多的传输大文件的 client 存在时 client 的传输速率
- 开源实现
最后是各种模型范式的开源实现，这些都是非常好的学习资料，几乎囊括了几乎现在所有的高性能服务的实现模型。
