1、什么是socket？

咱们都知道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而已，无论socket,仍是FIFO、管道、终端，对咱们来讲，一切都是文件，一切都是流。在信息 交换的过程当中，咱们都是对这些流进行数据的收发操做，简称为I/O操做(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，我怎么知道要操做哪一个流呢？对，就是文件描述符，即一般所说的fd，一个fd就是一个整数，因此，对这个整数的操做，就是对这个文件（流）的操做。咱们建立一个socket,经过系统调用会返回一个文件描述符，那么剩下对socket的操做就会转化为对这个描述符的操做。不能不说这又是一种分层和抽象的思想。vim

2、阻塞？

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

• 快递没来，我能够先去睡觉，而后快递来了给我打电话叫我去取就好了。
• 快递没来，我就不停的给快递打电话说：擦，怎么还没来，给老子快点，直到快递来。

很显然，你没法忍受第二种方式，不只耽搁本身的时间，也会让快递很想打你。
而在计算机世界，这两种情形就对应阻塞和非阻塞忙轮询。socket

• 非阻塞忙轮询：数据没来，进程就不停的去检测数据，直到数据来。
• 阻塞：数据没来，啥都不作，直到数据来了，才进行下一步的处理。

先说说阻塞，由于一个线程只能处理一个套接字的I/O事件，若是想同时处理多个，能够利用非阻塞忙轮询的方式,伪代码以下：函数

while true
{
    for i in stream[]
    {
        if i has data
        read until unavailable
    }
}

咱们只要把全部流从头至尾查询一遍，就能够处理多个流了，但这样作很很差，由于若是全部的流都没有I/O事件，白白浪费CPU时间片。正若有一位科学家所说， 计算机全部的问题均可以增长一个中间层来解决，一样，为了不这里cpu的空转，咱们不让这个线程亲自去检查流中是否有事件，而是引进了一个代理(一开始是select,后来是poll)，这个代理很牛，它能够同时观察许多流的I/O事件，若是没有事件，代理就阻塞，线程就不会挨个挨个去轮询了，伪代码以下：

while true
{
    select(streams[]) //这一步死在这里，知道有一个流有I/O事件时，才往下执行
    for i in streams[]
    {
        if i has data
        read until unavailable
    }
}

可是依然有个问题，咱们从select那里仅仅知道了，有I/O事件发生了，却并不知道是哪那几个流（可能有一个，多个，甚至所有），咱们只能无差异轮询全部流，找出能读出数据，或者写入数据的流，对他们进行操做。因此select具备O(n)的无差异轮询复杂度，同时处理的流越多，无差异轮询时间就越长。spa

epoll能够理解为event poll，不一样于忙轮询和无差异轮询，epoll会把哪一个流发生了怎样的I/O事件通知咱们。因此咱们说epoll其实是事件驱动（每一个事件关联上fd）的，此时咱们对这些流的操做都是有意义的。（复杂度下降到了O(1)）伪代码以下：线程

while true
{
    active_stream[] = epoll_wait(epollfd)
    for i in active_stream[]
    {
        read or write till
    }
}

能够看到，select和epoll最大的区别就是：select只是告诉你必定数目的流有事件了，至于哪一个流有事件，还得你一个一个地去轮询，而epoll会把发生的事件告诉你，经过发生的事件，就天然而然定位到哪一个流了。不能不说epoll跟select相比，是质的飞跃，我以为这也是一种牺牲空间，换取时间的思想，毕竟如今硬件愈来愈便宜了。代理

3、I/O多路复用

好了，咱们讲了这么多，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，输入操做通常包含两个步骤：unix

1. 等待数据准备好（waiting for data to be ready）。对于一个套接口上的操做，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。
2. 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）。

其次了解一下经常使用的3种I/O模型：code

一、阻塞I/O模型

最普遍的模型是阻塞I/O模型，默认状况下，全部套接口都是阻塞的。 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（固然，系统调用被中断也会返回）。接口

二、非阻塞I/O模型

当咱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操做没法完成时，不要将进程睡眠，而是返回一个错误。当数据没有准备好时，内核当即返回EWOULDBLOCK错误，第四次调用系统调用时，数据已经存在，这时将数据复制到进程缓冲区中。这其中有一个操做时轮询（polling）。

三、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，可是和阻塞I/O不一样的是，这两个函数能够同时阻塞多个I/O操做，并且能够同时对多个读操做，多个写操做的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，内核监视全部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，咱们就能够调用recvfrom处理数据。
正由于阻塞I/O只能阻塞一个I/O操做，而I/O复用模型可以阻塞多个I/O操做，因此才叫作多路复用。