IO多路复用

阻塞IO只能阻塞一个IO *** 作，IO复用模型能阻塞多个IO *** 作，所以才叫多路复用

读数据 ：

直到数据全拷贝至User Space后才返回

不断去Kernel做Polling，询问比如读 *** 作是否完成，没完成则read() *** 作会返回EWOUDBLOCK，需要过一会再尝试执行一次read()。该模式会消耗大量CPU

之前等待时间主要消耗在等数据到达上。IO Multiplexing则是将等待数据到来和读取实际数据两个事情分开，好处是通过select()等IO Multiplexing的接口一次可以等待在多个Socket上。select()返回后，处于Ready状态的Socket执行读 *** 作时候也会阻塞，只是只阻塞将数据从Kernel拷贝到User的时间

首先注册处理函数到SIGIO信号上，在等待数据到来过程结束后，系统触发SGIO信号，之后可以在信号处理函数中执行读数据 *** 作，再唤醒Main Thread或直接唤醒Main Thread让它完成数据读取。整个过程没有一次阻塞。

问题：TCP下，连接断开/可读/可写等都会产生Signal，并且Signal没有提供好的方法去区分这些Signal到底为什么被触发

AIO是注册一个读任务，直到读任务完全完成后才会通知应用层。AIO是由内核通知IO *** 作什么时候完成，信号驱动IO是由内核告知何时启动IO *** 作

也存在挺多问题，比如如何去cancel一个读任务

除了AIO是异步乱携皮IO，其他全是同步IO

fd_set: 一个long类型的数组，每一位可以表示一个文件描述符

问题 ：

返回条件与select一样。

fds还是关注的描述符列表。poll将events和reevents分开了，所以如果关注的events没有发生变化就可以重用fds，poll只修改rents不会动events。fds是个数组，不是fds_set，没有了上限。

相对于select，poll解决了fds长度上限问题，解决了监听描述符无法复用问题，但仍需在poll返回后遍历fds去找ready的描述符，也要清理ready描述符对应哗差的revents，Kernel也同样是每次poll调用需要去遍历fds注册监听，poll返回时拆除监听，也仍有惊群问题，无法动态修改描述符的问题。

使用步骤：

优点 ：

缺点 ：

changelist用于传递关心隐裂的event

nchanges用于传递changelist的大小

eventlist用于当有事件产生后，将产生的事件放在这里

nevents用于传递eventlist大小

timeout 超时时间

kqueue高级的地方在于，它监听的不一定非要是Socket，不一定非要是文件，可以是一系列事件，所以struct kevent内参数叫filter，用于过滤出关心的事件。

kqueue有epoll所有优点，还能通过changelist一次注册多个关心的event，不需要像epoll那样每次调用epoll_ctl去配置

当我们执行epoll_ctl时，除了把socket放到epoll文件系统里file对象对应的红黑树上之外，还会给内核中断处理程序注册一个回调函数，告诉内核，如果这个句柄的中断到了，就把它放到准备就绪list链表里。所以，当一个socket上有数据到了，内核在把网卡上的数据copy到内核中后就来把socket插入到准备就绪链表里。

如此，一棵红黑树，一张准备就绪句柄链表，少量的内核cache，就帮我们解决了大并发下的socket处理问题。执行epoll_create时，创建了红黑树和就绪链表，执行epoll_ctl时，如果增加socket句柄，则检查在红黑树中是否存在，存在立即返回，不存在则添加到树干上，然后向内核注册回调函数，用于当中断事件来临时向准备就绪链表中插入数据。执行epoll_wait时立刻返回准备就绪链表里的数据即可。

Epoll有两种触发模式，一种Edge Trigger简称ET，一种Level Trigger简称LT。每个使用epoll_ctl注册在epoll描述符上的被监听的描述符都能单独配置自己的触发模式。

从使用角度的区别：ET模式下当一个文件描述符Ready后，需要以Non-Blocking方式一直 *** 作这个FD直到 *** 作返回EAGAIN错误位置，期间Ready这个事件只会触发epoll_wait一次返回。LT模式，如果FD上的事件一直处在Ready状态没处理完，则每次调用epoll_wait都会立即返回

场景：

Java的NIO提供了Selector类，用于跨平台的实现Socket Polling，即IO多路复用。BSD系统上对应的是Kqueue，Window上对应的是Select，Linux上对应的是LT的Epoll(为了跨平台统一，Windows上背后是Select，是LT的)

Selector的使用：

答案可能有点长，回答这个问题首先得知道，什么是socket？

一、什么是socket？

我们都知道unix(like)世界里，一切皆文件，而文件是什么呢？文件就是一串二进制流芦兄而已，不管socket,还是FIFO、管道、终端，对我们来说，一切都是文件，一切都是流。在信息 交换的过陪闹袭程中，我们都是对这些流进行数据的收发 *** 作，简称为I/O *** 作(input and output)，往流中读出数据，系统调用read，写入数据，系统调用write。不过话说回来了 ，计算机里有这么多的流，我怎么知道要 *** 作哪个流呢？对，就是文件描述符，即通常所说的fd，一个fd就是一个整数，所以，对这个整数的 *** 作，就是对这个文件（流）的 *** 作。我们创建一个socket,通过系统调用会返回一个文件描述符，那么剩下对socket的 *** 作就会转化为对这个描述符的 *** 作。不能不说这又是一种分层和抽象的思想。

二、阻塞？

什么是程序的阻塞呢？想象这种情形，比如你等快递，但快递一直没来，你会怎么做？有两种方式：

三、I/O多路复用

好了，我们讲了这么多，再来总结一下，到底什么是I/O多路复用。

先讲一下I/O模型：

首先，输入 *** 作一般包含两个步骤：

等待数据准备好（waiting for data to be ready）。对于一个套接口上的 *** 作，这一步骤关系到数据从网络到达，并将其复制到内核的某个缓冲区。

将数据从内核缓冲区复制到进程缓冲区（copying the data from the kernel to the process）。

其次了解一下常用的3种I/O模型：

1、阻塞I/O模型

最广泛的模型是阻塞I/O模型，默认情况下，所有套接口都是阻塞的。 进程调用recvfrom系统调用，整个过程是阻塞的，直到数据复制到进程缓冲区时才返回（当然，系统调用被中断也会返回）。

2、非阻塞I/O模型

当我们把一个套接口设置为非阻塞时，就是在告诉内核，当请求的I/O *** 作无法完成时，不要将进程睡眠，而是返回一个错误。当数据没有准备好时，内核立即返回EWOULDBLOCK错误，第四次调用弯陆系统调用时，数据已经存在，这时将数据复制到进程缓冲区中。这其中有一个 *** 作时轮询（polling）。

3、I/O复用模型

此模型用到select和poll函数，这两个函数也会使进程阻塞，select先阻塞，有活动套接字才返回，但是和阻塞I/O不同的是，这两个函数可以同时阻塞多个I/O *** 作，而且可以同时对多个读 *** 作，多个写 *** 作的I/O函数进行检测，直到有数据可读或可写（就是监听多个socket）。select被调用后，进程会被阻塞，内核监视所有select负责的socket，当有任何一个socket的数据准备好了，select就会返回套接字可读，我们就可以调用recvfrom处理数据。

正因为阻塞I/O只能阻塞一个I/O *** 作，而I/O复用模型能够阻塞多个I/O *** 作，所以才叫做多路复用。

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