一、IO 一次IO读操作需要两个步骤 1）等待数据 2）将数据从内核buffer拷贝到用户进程buffer
同步阻塞IO: 用户进程进行read，会发出中断，如果内核数据没有准备好，会一直等待kernel准备数据，等待kernel复制数据到进程内存中
同步IO非阻塞： 进程进行数据读取，会发出中断请求，如果kernel数据没有准备好，则立即返回
同步IO多路复用： 是阻塞的，可以监听多个套接字
异步IO 进程发出中断请求，立即返回，kernel准备好数据并拷贝到进程中，进程才会处理
二、SELECT： 程序会在select()阻塞，直到超时或者一个文件描述符发生了改变**（其中如果timeout设置为nullptr，则会一直阻塞）**，返回为发生变化的文件描述符的个数。FD_SET实际上是一个bitmap，每一bit表示对应的文件描述符，将要进行监听的套接字对应的那个bit设为1（比如FD_SET总共8bit，要监听sock=0的套接字则会把第一个bit设为1，1000000）。发生变化后，会把没有发生变化文件描述符对应的bit清零。
SELECT使用方法： 用vector来存储要进行监控的文件描述符，**（因为select会清空没有发生变化的文件描述符）**首先将监听套接字和其他客户端套接字加入监听队列中，用select进行监听，先判断vector中的套接字是否变化，再判断监听套接字是否变化
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <stdio.h> #include <netinet/in.h> #include <sys/time.h> #include <sys/ioctl.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include<vector> vector<int> client;//建立的处理套接字保存在vector中 int main(){ //建立套接字 int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //建立ipv4通用地址结构 struct sockaddr_in server_addr,client_addr; memset(&server_addr,0,sizeof(server_addr)); client_addr.sin_family=AF_INET; client_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); client_addr.sin_port=htons(8888); memset(&client_addr,0,sizeof(client_addr)); //监听套接字和通用地址结构绑定 bind(sockfd,(struct sockaddr*)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr_in)); //监听端口 listen(sockfd,5); //套接字集合 while(true){ fd_set rdf; FD_ZERO(rdf); FD_SET(sockfd,rdf);//监听套接字 int maxSock=sockfd; for(int i=0;i<client.size();i++){ FD_SET(client[i],rdf); maxSock=max(maxSock,client[i]); } int ret=select(Max+1,&rdf,nullptr,nullptr,nullptr); if(ret<1){ cout<<"套接字没有发生变化"<<endl; exit(1); } for(int i=0;i<client.size();i++){ if(FD_ISSET(client[i],rdf)){ char buf[1024]; read(client[i],buf,1024); } } if(FD_ISSET(sockfd,rdf)){ //监听套接字发生变化，需要接收数据 int newsock=accept(sockfd,(struct sockaddr_in*)(&client_addr),sizeof(client_addr)); client.push_back(newsock); } } for(int i=0;i<client.size();i++){ close(client[i]); } return 0; }当进程调用select，会把要监听的FD_SET拷贝到kernel中，kernel会遍历该集合，判断需要监听的文件描述符是否发生了改变，改变的不变，没有改变的清零，并返回；或者超时了函数返回0.进程得到返回结果，会重新遍历FD_SET判断具体哪一个文件描述符发生了改变。每次调用select都需要重新把需要监听的文件描述符加入FD_SET中 进程分为running和waiting状态，CPU会调度running的进程，waiting的进程不占用CPU资源。 一个进程创建了SOCKET，就会有一个文件句柄指向改对象，SOCKET中包含了缓冲区，等待列表。当一个进程调用RECV（）就会进入waiting，并且添加到等待队列中。
三、poll: 原理和select一样，只不过把进行监听的文件描述符集合（FD_SET）改成了pollfds数组，每个元素是pollfd结构体，其中结构为
struct pollfd{ int fd;//要监听的文件描述符 short events;//关注的事件，读POLLIN，写POLLOUT short revents;//关注的事情发生了改变就返回1 }kernel会把revents设成1，因此只需要判断revents&POLLIN就可知道有没有发生变化。 1)因为只是把revents清零，因此不需要每次调用poll()的时候重新把需要监听的事件加入pollfds[]中 2)因为传入的是pollfds[]，因此可以超过1024.
和select一样都需要进行用户态到内核态的切换，都需要对返回结果进行遍历，判断哪一个文件描述符发生了改变。
四、epoll: １）生成epoll专用的文件描述符：int epoll_create(int size);//size表示epoll能够关注的最大描述符数 ２）控制某个epoll文件描述符事件，注册、修改、删除int epoll_ctl(int epfd,int op,int fd,struct epoll_event* event); epfd是epoll_create()生成的epoll专用描述符 op进行的操作：EPOLL_CTL_ADD;EPOLL_CTL_MOD;EPOLL_CTL_DEL fd:关联的文件描述符
struct epoll_event{ uint32_t events;//EPOLLIN、EPOLLOUT、EPOLLERR epoll_data_t data;//一个union用于描述关联套接字的属性 };3）int epoll_wait(int epfd, struct epoll_events* events, int maxevents, int timeout); events 用于回传处理事件的数组，是struct epoll_events
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <stdio.h> #include <netinet/in.h> #include <sys/time.h> #include <sys/ioctl.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <sys/epoll.h> #include<vector> int main(){ //建立套接字sock、bind、listen int fd=epoll_create(3000); //回传数组 struct epoll_events all[3000]; struct epoll_events ev; ev.events=EPOLLIN | EPOLLET; ev.data.fd=sock; epoll_ctl(fd,EPOLL_CTL_ADD,sock,&ev); while(true){ //返回的结果在all数组 int ret=epoll_wait(fd,all,3000,-1); //遍历返回数组 for(int i=0;i<ret;i++){ //有新连接 if(all[i].data.fd==sock){ int csock=accept(); struct epoll_events newClient; newClient.events=EPOLLIN | EPOLLET; newClient.data.fd=csock; epoll_ctl(fd,EPOLL_CTL_ADD,csock,newClient); } //已经连接的客户端有数据发送 else{ if(!all[i].events & EPOLLIN){ continue; } else{ int len=read(); if(len==0){ epoll_ctl(fd,EPOLL_CTL_DEL,all[i].data.fd,nullptr); close(all[i].data.fd); } send(); } } } } }工作模式： 1）水平触发模式（默认）：判断缓冲区，只要fd对应的缓冲区有数据，epoll_wait就返回，返回次数与发送数据次数没有关系（返回次数>发送次数）； 2）边沿触发模式（ET）：客户端给服务端发送数据，发送一次就epoll_wait就返回一次，只要将struct epoll_event.events=EPOLLIN | EPOLLET即可 3）边沿非阻塞模式
工作原理： 调用epoll_create(),会创建一个eventpoll结构体，
struct eventpoll { ... /*红黑树的根节点，这棵树中存储着所有添加到epoll中的事件， 也就是这个epoll监控的事件*/ struct rb_root rbr; /*双向链表rdllist保存着将要通过epoll_wait返回给用户的、满足条件的事件*/ struct list_head rdllist; ... };调用epoll_wait()，如果rdlist中有数据，则会返回，没有的话，就sleep，timeout时间到后就返回
三种模式比较： 都是通过某种结构向内核传递需要监听的文件描述符。 select传入的是fd_set，没有与读写等事件绑定，因此需要传入三个fd_set，返回的是修改后的fd_set，因此如果需要重新监听的话，就需要重新往fd_set里面添加文件描述符。 poll传入的是polld结构数组，里面包含了{fd，event，revent}，每次修改的是revent，每次调用poll不需要重置polld。这两者都无法确定哪些套接字发生了变化，因此需要O(n)来搜寻发生了变化的套接字。 epoll建立了一个红黑树来管理注册的事件，，红黑树的每个节点包括了{event，data}，epoll_wait会将返回的事件放在rdlist中，并通过一个数组返回。
select和poll仅支持LT，epoll支持ET。select和poll需要轮询，将发生变化的套接字返回给进程，epoll采用的是回调，一旦发生了变化，就添加到rdlist中。
