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[原] Mosquito的优化——其他优化(九)  

2015-06-08 16:06:17|  分类: mqtt |  标签: |举报 |字号 订阅

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9.1、空闲空间管理机制优化

Mosquito原始版本程序中,有新的连接进来时,需要扫描整个context,查找一个空闲的位置以存放新连接产生的context,如果找不到空闲位置,则使用realloc再扩充一个context的位置。这种操作方式有两点非常低效:

1)  扫描context,每次有新连接进来的时候都要扫描context数组以查找一个空闲的context位置;

2)  当前context数组中不没有空闲的contxt时,只用realloc扩充1个位置;

针对上述两个造成低效的原因,将采用以下两种对应的方式进行优化:

1)  针对全扫描context数组的问题,将增加一个动态数组,用以保存当前所有空闲context的索引,当有新连接进来时直接从该动态数组中获取,而不需要每次都扫描全部的context数组;

2)  针对realloc只扩充一个context位置的问题,修改为每次context空间不够用时,将调用realloc申请一批(例如1000个)context的位置,然后将这些空闲位置的索引放入动态数组中。


9.2、消息发送机制优化

9.2.1    优化原因

Mosquitto原始版本的消息发送机制中将消息的接收和转发分开处理,其顺序为:

1)  在mosquitto_main_loop函数中根据poll返回的结果,如果一个就绪的socket是向某个主题发送消息,则搜索所有的订阅树,查找订阅了该主题的所有的订阅列表,并将该消息挂到订阅列表中每个context的消息队列中,此时,消息并未发送到订阅者。

2)  在函数mosquitto_main_loop中集中扫描所有的context并发送消息:如果其消息队列不空,则将消息队列中的消息发送出去。

这种消息发送机制的优点是逻辑清晰,但其效率非常低,因为每次消息发送时都需要扫描所有的context,才能确定哪些context有消息发送,哪些没有。

 

9.2.2 优化方法

针对mosquitto消息发送机制中需要全扫描所有context造成的低效问题,本次优化将增加一个hash表,该hash表将保存所有带消息的context,在消息发送时只扫描这个hash中的context即可,而不需要扫描全部的context,进而提升系统的运行效率,具体操作为:

1)  定义一个hash表,该表中每个结构包括一个socket和一个该socket对应的context,此表用于存放所有消息队列不空的context。

2)  将消息队列不空的context放入hash表,此过程在对epoll返回结果的处理中完成。该过程像poll一样,需要先搜索订阅树,查询订阅了该主题的所有订阅列表,并将消息挂到订阅列表的每个context中,如果该context未再hash表中,则将其加入hash表。

3)  发送消息,遍历hash表,将hash表中context的消息发送出去。

原来的mosquitto程序中,当有消息发送时,需要查询订阅树,找到对应主题的订阅列表,然后将消息挂到订阅列表中的每个context中,当客户端数量非常大时,每次发送消息查询订阅树都会花费一定时间,造成资源的严重浪费。

针对上述消息发送机制的问题,采用hash表存储topic到订阅列表的映射,在消息发送时只需要根据topic查找hash表,不需查找订阅树,从而减少系统资源的消耗。

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