在即时通讯网社区里，多是做 IM、音讯推送、客服零碎、音视频聊天这类实时通信方面的开发者，在波及到即时通讯技术时聊的最多的话题就是高并发、高吞吐、海量用户。
代码还没开始写，就思考万一哪天这 IM 用户量破百万、千万该怎么办的问题，是少数程序员的根本涵养。
在面视即时通讯相干工作的时候，高并发也是必谈问题，那到底什么是高并发？嗯，真要说出个所以然来，还真有点懵。
什么是高并发?
高并发是互联网零碎架构的性能指标之一，它通常是指单位工夫内零碎可能同时解决的申请数。
简略点说，就是 QPS（Queries per second）。
那么咱们在议论高并发的时候，到底在谈什么货色呢？归根结底，到底什么是高并发？
高并发到底是什么?
这里先给出论断:
1）高并发的根本体现为单位工夫内零碎可能同时解决的申请数；
2）高并发的外围是对 CPU 资源的无效压迫。
举个例子：如果咱们开发了一个叫做 MD5 穷举的利用，每个申请都会携带一个 md5 加密字符串，最终零碎穷举出所有的后果，并返回原始字符串。这个时候咱们的利用场景或者说利用业务是属于 CPU 密集型而不是 IO 密集型。
这个时候 CPU 始终在做无效计算，甚至能够把 CPU 利用率跑满，这时咱们议论高并发并没有任何意义。(当然，咱们能够通过加机器也就是加 CPU 来进步并发能力, 这个是一个失常猿都晓得废话计划，议论加机器没有什么意义，没有任何高并发是加机器解决不了，如果有, 那阐明你加的机器还不够多！)
对于大多数互联网利用来说，CPU 不是也不应该是零碎的瓶颈，零碎的大部分工夫的情况都是 CPU 在等 I /O(硬盘 / 内存 / 网络) 的读 / 写操作实现。
这个时候就可能有人会说，我看系统监控的时候，内存和网络都很失常，然而 CPU 利用率却跑满了这是为什么？
这是一个好问题，后文我会给出理论的例子，再次强调上文说的“无效压迫”这 4 个字，这 4 个字会围绕本文的全部内容！
控制变量法
万事万物都是互相联系的，当咱们在议论高并发的时候，零碎的每个环节应该都是须要与之相匹配的。
1）咱们会通过 DNS 服务器的解析，申请达到负载平衡集群；
2）负载平衡服务器会依据配置的规定，想申请摊派到服务层。服务层也是咱们的业务核心层，这里可能也会有一些 RPC、MQ 的一些调用等等；
3）再通过缓存层；
4）最初长久化数据；
5）返回数据给客户端。
要达到高并发，咱们须要负载平衡、服务层、缓存层、长久层都是高可用、高性能的。
甚至在第 5 步，咱们也能够通过压缩动态文件、HTTP2 推送动态文件、CDN 来做优化，这里的每一层咱们都能够写几本书来谈优化。
本文次要探讨服务层这一块，即图红线圈进去的那局部。不再思考讲述数据库、缓存相干的影响。
高中的常识通知咱们，这个叫控制变量法。
那咱们再谈谈上下文切换：
在议论上下文切换之前，咱们再明确两个名词的概念：
1）并行：两个事件同一时刻实现；
2）并发：两个事件在同一时间段内交替产生，从宏观上看，两个事件都产生了。
线程是操作系统调度的最小单位，过程是资源分配的最小单位。因为 CPU 是串行的，因而对于单核 CPU 来说，同一时刻肯定是只有一个线程在占用 CPU 资源的。因而，Linux 作为一个多任务 (过程) 零碎，会频繁的产生过程 / 线程切换。
在每个工作运行前，CPU 都须要晓得从哪里加载，从哪里运行，这些信息保留在 CPU 寄存器和操作系统的程序计数器外面，这两样货色就叫做 CPU 上下文。
过程是由内核来治理和调度的，过程的切换只能产生在内核态，因而虚拟内存、栈、全局变量等用户空间的资源，以及内核堆栈、寄存器等内核空间的状态，就叫做过程上下文。
后面说过，线程是操作系统调度的最小单位。同时线程会共享父过程的虚拟内存和全局变量等资源，因而父过程的资源加上线上本人的公有数据就叫做线程的上下文。
对于线程的上下文切换来说，如果是同一过程的线程，因为有资源共享，所以会比多过程间的切换耗费更少的资源。
当初就更容易解释了，过程和线程的切换，会产生 CPU 上下文切换和过程 / 线程上下文的切换。而这些上下文切换，都是会耗费额定的 CPU 的资源的。
进一步谈谈协程的上下文切换：
那么协程就不须要上下文切换了吗？须要，然而不会产生 CPU 上下文切换和过程 / 线程上下文的切换，因为这些切换都是在同一个线程中，即用户态中的切换，你甚至能够简略的了解为，协程上下文之间的切换，就是挪动了一下你程序外面的指针，CPU 资源仍旧属于以后线程。
须要深刻理解的，能够再深刻看看 Go 的 GMP 模型。
最终的成果就是协程进一步压迫了 CPU 的无效利用率。
回到开始的那个问题
这个时候就可能有人会说，我看系统监控的时候，内存和网络都很失常，然而 CPU 利用率却跑满了这是为什么？即时通讯软件开发征询蔚可云开发。
留神本篇文章在谈到 CPU 利用率的时候，肯定会加上无效两字作为定语，CPU 利用率跑满，很多时候其实是做了很多低效的计算。
以 ” 世界上最好的语言 ” 为例。
典型 PHP-FPM 的 CGI 模式，每一个 HTTP 申请:
1）都会读取框架的数百个 php 文件；2）都会从新建设 / 开释一遍 MYSQL/REIDS/MQ 连贯；3）都会从新动静解释编译执行 PHP 文件；4）都会在不同的 php-fpm 过程间接不停的切换切换再切换。php 的这种 CGI 运行模式，基本上就决定了它在高并发上的灾难性体现。
找到问题，往往比解决问题更难。当咱们了解了高并发之后，咱们会发现高并发和高性能并不是编程语言限度了你，限度你的只是你的思维。
找到问题，解决问题！当咱们能无效压迫 CPU 性能之后，能达到什么样的成果?
上面咱们看看 php+Swoole 的 HTTP 服务与 Java 高性能的异步框架 Netty 的 HTTP 服务之间的性能差别比照。