IO模式与IO多路复用
五种IO模式
阻塞IO(blocking IO)：进程发送IO请求，进入阻塞态，等待操作系统内核准备。
非阻塞IO(nonblocking IO)：进程发送IO请求后如操作系统内核没准备好数据，则先返回给进程一个err消息，进程稍后继续发送请求直到操作系统内核准备好。但是读写阶段进程依然阻塞。
IO多路复用(IO multiplexing)：使用select、epoll、poll机制，当用户调用之后，整个进程进入阻塞，同时操作系统内核监视所有IO事件，有IO事件则立即返回。
信号驱动IO(signal driven IO)
异步IO(Asynchronous IO)：用户发起IO请求后立即做其他事情，内核完成IO操作之后回向进程发送信号通知IO完成。
IO多路复用：
Reactor设计模式
事件驱动，有多个输入源，有多个不同的EventHandler（RequestHandler）来处理不同的请求，Initiation Dispatcher用于管理EventHander，EventHandler首先要注册到Initiation Dispatcher中，然后Initiation Dispatcher根据输入的Event分发给注册的EventHandler；然而Initiation Dispatcher并不监听Event的到来，这个工作交给Synchronous Event Demultiplexer来处理。
使用场景：
1）当客户处理多个描述符时（一般是交互式输入和网络套接口），必须使用I/O复用
2）当一个客户同时处理多个套接口时，这种情况是可能的，但很少出现。
3）如果一个TCP服务器既要处理监听套接口，又要处理已连接套接口，一般也要用到I/O复用。
4）如果一个服务器即要处理TCP，又要处理UDP，一般要使用I/O复用。
5）如果一个服务器要处理多个服务或多个协议，一般要使用I/O复用。
Select：
原理：select 函数监视的文件描述符分3类，分别是writefds、readfds、和exceptfds。调用后select函数会阻塞，直到有描述符就绪（有数据 可读、可写、或者有except），或者超时（timeout指定等待时间，如果立即返回设为null即可），函数返回。当select函数返回后，可以通过遍历fdset，来找到就绪的描述符。
缺点：
1、select最大的缺陷就是单个进程所打开的FD是有一定限制的，它由FD_SETSIZE设置，默认值是1024。
2、对socket进行扫描时是线性扫描，即采用轮询的方法，效率较低。
3、需要维护一个用来存放大量fd的数据结构，这样会使得用户空间和内核空间在传递该结构时复制开销大。
poll：
原理：poll本质上和select没有区别，它将用户传入的数组拷贝到内核空间，但是基于链表进行存储，没有最大连接的限制
缺点：
1）大量的fd的数组被整体复制于用户态和内核地址空间之间，而不管这样的复制是不是有意义。
2）poll还有一个特点是“水平触发”，如果报告了fd后，没有被处理，那么下次poll时会再次报告该fd。
epoll：
原理：epoll支持水平触发和边缘触发，最大的特点在于边缘触发，它只告诉进程哪些fd刚刚变为就绪态，并且只会通知一次。还有一个特点是，epoll使用“事件”的就绪通知方式，通过epoll_ctl注册fd，一旦该fd就绪，内核就会采用类似callback的回调机制来激活该fd，epoll_wait便可以收到通知。
优点：
1、没有最大并发连接的限制，能打开的FD的上限远大于1024（1G的内存上能监听约10万个端口）。
2、效率提升，不是轮询的方式，不会随着FD数目的增加效率下降。
3、内存拷贝，利用mmap()文件映射内存加速与内核空间的消息传递；即epoll使用mmap减少复制开销。
LT模式：（水平触发，level triggered）当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序可以不立即处理该事件。下次调用epoll_wait时，会再次响应应用程序并通知此事件。
ET模式：（边缘触发，edge triggered）当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序必须立即处理该事件。如果不处理，下次调用epoll_wait时，不会再次响应应用程序并通知此事件。
区别：
连接数：
效率：
消息传递方式：
对比总结：
1、表面上看epoll的性能最好，但是在连接数少并且连接都十分活跃的情况下，select和poll的性能可能比epoll好，毕竟epoll的通知机制需要很多函数回调。
2、select低效是因为每次它都需要轮询。但低效也是相对的，视情况而定，也可通过良好的设计改善。