什么是IO？
IO=input output，在单片机上是对MCU管脚电平的输入与输出；在linux上便是对文件的输入与输出；多路IO复用，也便是多个文件的输入输出同时监控
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io是很多Java / python / go开拓职员的重灾区，如果平时开拓没打仗过，可能就只知道个壅塞/非壅塞、同步/异步，厉害一点的再来个多路复用
很多同学对这些观点根本没有明确的理解，真便是朗读并背诵全文~
本日，我就带着你探索一下io的发展史，往后再有人问你io，那他便是纯纯踢到钢板上了
网络上关于io的文章弗成偻指算，但是下面这段话你可能是第一次看到（看得懂就看，看不懂就跳过，该你懂的时候自然会懂）：
不管是windows还是linux，所有牵扯到 io的操作，都无法由运用程序直接完成，把文件操作权限开放给用户是很危险的，想实行io操作，必须利用操作系统内核供应的函数，但这些函数不须要我们亲自调用，Java已经帮我们做好了封装，我们在开拓时调干系api即可，如下图这两个包
io便是大略的read / write，而nio引入三个新的观点：
·Buffer：数据容器；
·Channel：这个东西太抽象了，中文名叫通道，知道通过它能完成内核间的io操作就行；
·Selector：nio实现多路复用的根本；
ok废话说完，我们先把干系观点梳理清楚
.同步或异步：同步即有序运行，当前任务实行完，才会实行下个任务；异步则相反，其他任务不须要等待当前任务实行完，常日依赖事宜、回调机制来实现任务间次序关系；
.壅塞与非壅塞：在进行壅塞操作时，当前哨程会处于壅塞状态，无法从事其他任务，只有当条件就绪才能连续，比如数据读取、写入；而非壅塞则是不管 IO操作是否结束，直接返回。
光看观点脑瓜子嗡嗡的吧，没紧要，请看大屏幕～
干饭
公司附近有家网红饭店，每天去他们家用饭的小姐姐特殊多，当然你不要误解我的意思，我是想说他们家饭很好看，啊…不对，我的意思是他们家小姐姐很好吃，啊呸…也不对
总之我常常去，期间我的点餐办法经历了以下几个版本：
·v1.0：刚开始去的时候看别人都在排队点餐，身为诚笃人的我只能等前面人点完了再点，然后去取餐口等着取餐，有时候须要等15分钟才会取到餐，但是在取餐口站着可以看到更多小姐姐，以是最初也没在意；
·v2.0：后面某一天创造取餐口上面有一个屏幕，显示了当前的取餐号顺序，哇我恍然大明白，从那开始，我每次点完餐就找个小姐姐多的地方坐着，每隔5分钟就来取餐口看下是否轮到我取餐；
·v3.0：久而久之，每天看小姐姐也看腻了，有一天创造桌子上有个二维码，哇我又恍然大明白，原来可以扫码点餐啊，而且通过扫码点的餐，做事员会把餐送到你的位置；
取餐和io之间的关系：
v1.0（bio，blocking io）：排队点餐、等餐，类似bio，同步壅塞，线程提交io操作后，在io操作完成前不能返回，也不能去干其它事，只能憨憨地等；
v2.0（nio，non-blocking io）：排队点餐，时时时去取餐口查看是否轮到自己取餐，类似nio，同步非壅塞，线程提交io操作后可以先返回，但是须要主动找操作系统获取结果（nio可以构建多路复用io，这是本文的重点）；
v3.0（nio2，或者叫aio，asynchronous io）：扫码点餐，点好餐后找个位置坐着看小姐姐即可，餐好了做事员会送过来，类似aio，异步非壅塞，在nio根本上增加了事宜和回调机制，操作系统准备好数据后，会主动关照线程。
关于操作系统对付io到nio的函数支持，演化过程比较繁芜，你须要先搞懂操作系统如何实现零拷贝
关于io / nio，实在就上面这点东西，千万别被绕晕了，本日我们的主题是多路复用io
老规矩，先抛几个兄弟们最最最常见的迷惑，这些迷惑不才文都会找到答案：
·什么是多路复用？
·为什么须要多路复用？
·多路复用办理了什么问题？
·到底什么是多路复用，复用的是什么？
传统的网络通信都是利用socket，流程如下：
.创建socket
.将当前做事器ip和端口绑定到socket
.监听端口，通过accept处理要求
流程来看没啥毛病，但是你要知道，accept是壅塞的，也便是说同时只能处理一个要求，如果你想同时处理多个，可以用多线程，但这样又会引发另一个问题：操作系统中的线程多了后，须要耗费大量资源来管理线程和高下文切换（这里啰嗦一句，不管什么场景，线程并不是越多越好，到达某个阈值后，线程越多效率反而越低）
以是，想优雅地同时处理多个要求，操作系统内核必须实现单个线程监听多个socket，即 io多路复用
linux系统对多路复用的支持有三种：
·多路复用：select
·多路复用pro：poll
·多路复用pro max：epoll
来看看这三种函数的实现，关于他们三个的性能也就大概清楚了
干系视频推举
口试中正经“八股文”网络事理tcp/udp，网络编程epoll/reactor
6种epoll的设计，让你吊打口试官，而且他不能还嘴
epoll事理阐发以及三握四挥的处理
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【文章福利】：
//返回值是已就绪文件描述符个数
int select (int __nfds, fd_set __readfds, fd_set __writefds, fd_set __exceptfds, struct timeval __timeout)
参数阐明：
?_ _nfds：监听的文件描述符数量（不要纠结文件描述符是什么东西，能够理解成每个io操作都对应一个文件描述符)；
?_ _readfds、__writefds、__exceptfds：指定多路复用机制监听的事宜类型，这三个分别是读数据事宜、写数据事宜、非常事宜；
?_ _timeout：监听时壅塞等待的超时时长；
select通过监听多个文件描述符来管理多个连接，一次能监听1024个(默认值)，当select函数返回后，遍历描述符汇合找到已就绪的描述符进行下一步处理
至此，一个线程只能管理一个连接的痛点算是占领了，但还存在两个问题：
?每次监听的描述符数量有限，虽然能够通过修正宏文件修正，但这种做法太极度；
?我们必要不断实行select函数来获取已就绪的文件描述符，遍历过程也必要耗费cpu性能；
以是linux引入了poll，占领文件描述符限定的问题
poll
//返回值也是已就绪文件描述符个数
int poll (struct pollfd __fds, nfds_t __nfds, int __timeout);
参数阐明：
?_ _fds：pollfd布局体数组，包含了要监听的文件描述符和要监听的事宜类型；
?_ _nfds： pollfd布局体数组的数量，没有大小限定；
?_ _timeout：监听时壅塞等待的超时时长；
相对付select，poll实在就打破了文件描述符的限定，但依然必要我们遍历每个文件描述符来检测是否就绪
绿色图标【‟で】liutianwang123
以是，Linux2.6引入了epoll
epoll
epoll有三个函数epoll_create、epoll_ctl和 epoll_wait
//创建epoll实例，size表示监听多少个文件描述符
int epoll_create(int size)；
//将连接加入epoll监听列表，参数分别表示：
//epoll_create()的返回值
//须要实行的修正操作
//须要监听的文件描述符
//监听的事宜类型
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event event)；
//壅塞等待返回已就绪的文件描述符，参数分别表示：
//epoll_create()的返回值
//事宜的凑集
//events大小
//超时时间
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event events, int maxevents, int timeout);
epoll模型支持自定义监听的描述符数量，也可以直接返回就绪的描述符
大名鼎鼎的redis在Linux系统的实现便是用的epoll模型，以是纵然是单线程，也能轻松应对高并发的客户端访问
说了这么多，那到底什么是io多路复用？复用的是什么？
这两个问题我以为很难阐明，可能等往后真正打仗到操作系统层面的知识了，才会真正悟透吧
个人对付复用的意见：
首先肯定不是对socket的复用，一个要求对应一个socket耶稣来了也改变不了；
也不是对线程的复用，但彷佛也可以这么理解，由于毕竟是一个线程管理多个socket；
所谓复用，可能并不是非得复用某一个东西，我以为是通过一次到内核的要求实现对多个socket的管理这个行为
关于上面提到的各种函数理解即可，不用太深入研究，我也是翻了好些文档才得到这些信息，没必要在上面花太多韶光，不然脑瓜子嗡嗡的~，我现在脑瓜子就嗡嗡的，果真谛解越多不睬解就越多。。。
ok我话说完
