Linux中一切皆文件，不论是我们存储在磁盘上的字符文件，可执行文件还是我们的接入电脑的
I/O设备等都被VFS抽象成了文件，比如标准输入设备默认是键盘，我们在操作标准输入设备的时候，其实操作的是默认打开的一个文件描述符是0的文件，而一切软件操作硬件都需要通过OS，而OS操作一切硬件都需要相应的驱动程序，这个驱动程序里配置了这个硬件的相应配置和使用方法。Linux的I/O分为
阻塞I/O,
非阻塞I/O,
I/O多路复用,
信号驱动I/O四种。对于I/O设备的驱动，一般都会提供关于
阻塞和
非阻塞两种配置。我们最常见的I/O设备之一--键盘（标准输入设备）的驱动程序默认是阻塞的。
多路复用就是为了使进程能够从多个阻塞I/O中获得自己想要的数据并继续执行接下来的任务。其主要的思路就是
同时监视多个文件描述符，如果有文件描述符的设定状态的被触发，就继续执行进程，如果没有任何一个文件描述符的设定状态被触发，进程进入sleep多路复用的一个主要用途就是实现"I/O多路复用并发服务器"，和多线程并发或者多进程并发相比，这种服务器的系统开销更低，更适合做web服务器。
阻塞I/O
阻塞I/O，就是当进程试图访问这个I/O设备而这个设备并没有准备好的时候，设备的驱动程序会通过内核让这个试图访问的进程进入sleep状态。阻塞I/O的一个好处就是可以大大的节约CPU时间，因为一旦一个进程试图访问一个没有准备好的阻塞I/O，就会进入sleep状态，而进入sleep状态的进程是不在内核的进程调度链表中，直到目标I/O准备好了将其唤醒并加入调度链表，这样就可以节约CPU时间。当然阻塞I/O也有其固有的缺点，如果进程试图访问一个阻塞I/O，但是否访问成功并不对接下来的任务有决定性影响，那么直接使其进入sleep状态显然会延误其任务的完成。
典型的默认阻塞IO有标准输入设备，socket设备，管道设备等，当我们使用
gets（）,
scanf（）,
read（）等操作请求这些IO时而IO并没有数据流入，就会造成进程的sleep。
假设一个进程希望通过三个管道中任意一个中读取数据并显示，伪代码如下
read（pipe_0,buf,sizeof（buf））; //sleepprint buf;read（pipe_1,buf,sizeof（buf））;print buf;read（pipe_2,buf,sizeof（buf））;print buf;由于管道是阻塞I/O，所以如果pipe_0没有数据流入，进程就是在第一个
read（）处进入sleep状态而即使pipe_1和pipe_2有数据流入也不会被读取。
如果我们使用下述代码重新设置管道的阻塞属性，显然，如果三个管道都没有数据流入，那么进程就无法获得请求的数据而继续执行，倘若这些数据很重要（所以我们才要用阻塞I/O），那结果就会十分的糟糕，改为轮询却又大量的占据CPU时间。
int fl = fcntl（pipe_fd, F_GETFL）;fcntl（pipe_fd, F_SETFL, fl | O_NONBLOCK）;如何让进程同时监视三个管道，其中一个有数据就继续执行而不会sleep，如果全部没有数据流入再sleep，就是
多路复用技术需要解决的问题。
非阻塞I/O
非阻塞I/O就是当一个进程试图访问一个I/O设备的时候，无论是否从中获取了请求的数据都会返回并继续执行接下来的任务。，但非常适合请求是否成功对接下来的任务影响不大的I/O请求。但如果访问一个非阻塞I/O，但这个请求如果失败对进程接下来的任务有致命影响，最粗暴的就是使用
while（1）｛read（）｝轮询。显然，这种方式会占用大量的CPU时间。
select机制
select是一种非常"古老"的同步I/O接口，但是提供了一种很好的I/O多路复用的思路
模型
fd_set//创建fd_set对象，将来从中增减需要监视的fdFD_ZERO（） //清空fd_set对象FD_SET（）//将一个fd加入fd_set对象中select（）//监视fd_set对象中的文件描述符pselect（） //先设定信号屏蔽，再监视FD_ISSET（）//测试fd是否属于fd_set对象FD_CLR（）//从fd_set对象中删除fdNote:
- select的第一个参数
nfds是指集合中的最大的文件描述符+1，因为select会无差别遍历整个文件描述符表直到找到目标，而文件描述符是从0开始的，所以一共是集合中的最大的文件描述符+1次。 - 上一条导致了这种机制的低效，如果需要监视的文件描述符是0和100那么每一次都会遍历101次
- select（）每次返回都会修改fd_set，如果要循环select（），需要先对初始的fd_set进行备
例子_I/O多路复用并发服务器
关于server本身的编程模型，参见tcp/ip协议服务器模型和udp/ip协议服务器模型这里仅是使用select实现伪并行的部分模型
#define BUFSIZE 100#define MAXNFD1024 int main（）{/***********服务器的listenfd已经准本好了**************/fd_set readfds;fd_set writefds;FD_ZERO（&readfds）;FD_ZERO（&writefds）;FD_SET（listenfd, &readfds）;fd_set temprfds = readfds;fd_set tempwfds = writefds;int maxfd = listenfd;int nready;char buf[MAXNFD][BUFSIZE] = {0};while（1）{temprfds = readfds;tempwfds = writefds;nready = select（maxfd+1, &temprfds, &tempwfds, NULL, NULL）if（FD_ISSET（listenfd, &temprfds））｛//如果监听到的是listenfd就进行acceptint sockfd = accept（listenfd, （struct sockaddr*）&clientaddr, &len）;//将新accept的scokfd加入监听集合，并保持maxfd为最大fdFD_SET（sockfd, &readfds）;maxfd = maxfd>sockfd？maxfd:sockfd;//如果意见检查了nready个fd，就没有必要再等了，直接下一个循环if（--nready==0）continue;}int fd = 0;//遍历文件描述符表，处理接收到的消息for（;fd<=maxfd; fd++）｛ if（fd == listenfd）continue;if（FD_ISSET（fd, &temprfds））{int ret = read（fd, buf[fd], sizeof buf[0]）;if（0 == ret）｛//客户端链接已经断开close（fd）;FD_CLR（fd, &readfds）;if（maxfd==fd） --maxfd;continue;}//将fd加入监听可写的集合FD_SET（fd, &writefds）;}//找到了接收消息的socket的fd，接下来将其加入到监视写的fd_set中//将在下一次while（）循环开始监视if（FD_ISSET（fd, &tempwfds））{int ret = write（fd, buf[fd], sizeof buf[0]）;printf（"ret %d: %d
", fd, ret）;FD_CLR（fd, &writefds）;}}}close（listenfd）;}poll机制
poll是System V提出的一种基于select的改良机制，其针对select的诸多明显的缺陷进行了重新设计，包括只遍历被触发个数个文件描述符，不需要备份fd_set等等
模型
struct pollfd fds //创建一个pollfd类型的数组fds[0].fd //向fds[0]中放入需要监视的fdfds[0].events //向fds[0]中放入需要监视的fd的触发事件POLLIN//I/O有输入POLLPRI //有紧急数据需要读取POLLOUT //I/O可写POLLRDHUP //流式套接字连接断开或套接字处于半关闭状态POLLERR //错误条件（仅针对输出）POLLHUP //挂起（仅针对输出）POLLNVAL//无效的请求：fd没有被打开（仅针对输出）例子_I/O多路复用并发服务器
/* ... */int main（）{/* ... */struct pollfd myfds[MAXNFD] = {0};myfds[0].fd = listenfd;myfds[0].events = POLLIN;int maxnum = 1;int nready;//准备二维数组buf，每个fd使用buf的一行，数据干扰char buf[MAXNFD][BUFSIZE] = {0};while（1）{//poll直接返回event被触发的fd的个数nready = poll（myfds, maxnum, -1）int i = 0;for（;i<maxnum; i++）{//poll通过将相应的二进制位置一来表示已经设置//如果下面的条件成立，表示revent[i]里的POLLIN位已经是1了if（myfds[i].revents & POLLIN）{if（myfds[i].fd == listenfd）{int sockfd = accept（listenfd, （struct sockaddr*）&clientaddr, &len）;//将新accept的scokfd加入监听集合myfds[maxnum].fd = sockfd;myfds[maxnum].events = POLLIN;maxnum++;//如果意见检查了nready个fd，就直接下一个循环if（--nready==0）continue;}else{int ret = read（myfds[i].fd, buf[myfds[i].fd], sizeof buf[0]）;if（0 == ret）｛//如果连接断开了close（myfds[i].fd）; //初始化将文件描述符表所有的文件描述符标记为-1 //close的文件描述符也标记为-1 //打开新的描述符时从表中搜索第一个-1 //open（）就是这样实现始终使用最小的fd //这里为了演示并没有使用这种机制 myfds[i].fd = -1;continue;}myfds[i].events = POLLOUT;}}else if（myfds[i].revents & POLLOUT）{int ret = write（myfds[i].fd, buf[myfds[i].fd], sizeof buf[0]）;myfds[i].events = POLLIN;}}}close（listenfd）;}epoll
epoll在poll基础上实现的更为健壮的接口，也是现在主流的web服务器使用的多路复用技术，epoll一大特色就是支持
EPOLLET（边沿触发）和
EPOLLLT （水平触发），前者表示如果读取之后缓冲区还有数据，那么只要读取结束，剩余的数据也会丢弃，而后者表示里面的数据不会丢弃，下次读的时候还在，默认是
EPOLLLT模型
epoll_create（）//创建epoll对象struct epoll_event//准备事件结构体和事件结构体数组event.eventsevent.data.fd ...epoll_ctl（） //配置epoll对象epoll_wait（）//监控epoll对象中的fd及其相应的event例子_I/O多路复用并发服务器
/* ... */int main（）{/* ... *//* 创建epoll对象 */int epoll_fd = epoll_create（1024）;//准备一个事件结构体struct epoll_event event = {0};event.events = EPOLLIN;event.data.fd = listenfd; //data是一个共用体，除了fd还可以返回其他数据//ctl是监控listenfd是否有event被触发//如果发生了就把event通过wait带出。//所以，如果event里不标明fd，我们将来获取就不知道哪个fdepoll_ctl（epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &event）;struct epoll_event revents[MAXNFD] = {0};int nready;char buf[MAXNFD][BUFSIZE] = {0};while（1）{//wait返回等待的event发生的数目//并把相应的event放到event类型的数组中nready = epoll_wait（epoll_fd, revents, MAXNFD, -1）int i = 0;for（;i<nready; i++）{//wait通过在events中设置相应的位来表示相应事件的发生//如果输入可用，那么下面的这个结果应该为真if（revents[i].events & EPOLLIN）{//如果是listenfd有数据输入if（revents[i].data.fd == listenfd）{int sockfd = accept（listenfd, （struct sockaddr*）&clientaddr, &len）;struct epoll_event event = {0};event.events = EPOLLIN;event.data.fd = sockfd;epoll_ctl（epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, sockfd, &event）;}else{int ret = read（revents[i].data.fd, buf[revents[i].data.fd], sizeof buf[0]）;if（0 == ret）{close（revents[i].data.fd）;epoll_ctl（epoll_fd, EPOLL_CTL_DEL, revents[i].data.fd, &revents[i]）;}revents[i].events = EPOLLOUT;epoll_ctl（epoll_fd, EPOLL_CTL_MOD, revents[i].data.fd, &revents[i]）;}}else if（revents[i].events & EPOLLOUT）{int ret = write（revents[i].data.fd, buf[revents[i].data.fd], sizeof buf[0]）;revents[i].events = EPOLLIN;epoll_ctl（epoll_fd, EPOLL_CTL_MOD, revents[i].data.fd, &revents[i]）;}}}close（listenfd）;}本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2016-11/136761.htm
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