【ZeroMQ】2、高性能的通讯库-zeroMQ

首先，让我来介绍一下什么是ZMQ（全称：ZeroMQ）：

官方： “ZMQ(以下ZeroMQ简称ZMQ)是一个简单好用的传输层，像框架一样的一个socket library，他使得Socket编程更加简单、简洁和性能更高。是一个消息处理队列库，可在多个线程、内核和主机盒之间弹性伸缩。ZMQ的明确目标是“成为标准网络协议栈的一部分，之后进入Linux内核”。

与其他消息中间件相比，ZMQ并不像是一个传统意义上的消息队列服务器，事实上，它也根本不是一个服务器，它更像是一个底层的网络通讯库，在Socket API之上做了一层封装，将网络通讯、进程通讯和线程通讯抽象为统一的API接口。

下图是zeroMQ的架构图

简单说明一下，

从上到下依次是网络、zeroMQ、用户的应用，相当于在应用层和网络层加了一个消息通信库这么一个层次

应用层通过API使用socket(此socket不同于传统意义上的socket)和zeroMQ进行交互

zeroMQ有多个工作者线程，每个工作者线程可以创建多个socket连接对象（由listener监听），也可以作为socket客户端连接远程的对象。

socket套接字对象包括engine、session对象；engine负责连接的管理（和网络进行交互，比如从网络中读取数据，消息排队，接受新的连接等）；session对象主要负责和zeroMQ的socket进行交互，他们之间采用异步事件驱动的无锁队列pipe。

 

zeroMQ在设计上主要采用了以下几个高性能的特征：

1、无锁的队列模型

      对于跨线程间的交互（用户端和session）之间的数据交换通道pipe，采用无锁的队列算法CAS；在pipe的两端注册有异步事件，在读或者写消息到pipe的时，会自动触发读写事件。

2、批量处理的算法

     对于传统的消息处理，每个消息在发送和接收的时候，都需要系统的调用，这样对于大量的消息，系统的开销比较大，zeroMQ对于批量的消息，进行了适应性的优化，可以批量的接收和发送消息。

3、多核下的线程绑定，无须CPU切换

    区别于传统的多线程并发模式，信号量或者临界区， zeroMQ充分利用多核的优势，每个核绑定运行一个工作者线程，避免多线程之间的CPU切换开销。