IO多路复用机制

上篇文章讲到IO模式，这篇文章讲其中一种模式-IO多路复用模式。

IO多路复用技术根据实现不同，分为三种，select、poll、epoll。

1、select

int select (int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

select把监听的文件描述符分为3类，readfds、writefdds、exceptfds。

1.1 进程调用select后会阻塞

1.2 当有描述符就绪时，readfds可读或writefds可写或exceptfds有excpet或超时，函数返回

1.3 select返回后，通过遍历fdset，找到就绪的描述符

1.4 对就绪描述符进行读/写操作

2、poll

int poll (struct pollfd *fds, unsigned int nfds, int timeout);

struct pollfd {

    int fd;        /* file descriptor */

    short events;  /* requested events to watch */

    short revents; /* returned events witnessed */

};

和select不同之处在于，

2.1 poll用结构pollfd来表示select中的三个fds

2.2 pollfd包括了要监视的时间和发生的时间，而select采用“参数-值”的传递方式

2.3 pollfd没有最大数量限制，而select有最大数量限制

3、epoll

epoll用到三个接口

3.1 int epoll_create(int size)；

3.1.1 epoll_create创建一个epoll监听句柄

3.1.2 参数size用来告诉内核这个epoll句柄监听的IO数目。

3.1.3 参数size并不是最大的监听数目，只是对内核初始化结构的建议。

3.2 int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)；

struct epoll_event {

  __uint32_t events;  /* Epoll events */

  epoll_data_t data;  /* User data variable */

};

//events可以是以下几个宏的集合：

EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）；

EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写；

EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）；

EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误；

EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断；

EPOLLET： 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式，这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。

EPOLLONESHOT：只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个socket的话，需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里

3.2.1 对epoll fd执行op操作

3.2.2 -epfd：epoll描述符，调用epoll_create的返回值

3.2.3 -op：  添加EPOLL_CTL_ADD、删除EPOLL_CTL_DEL、修改EPOLL_CTL_MOD

3.2.4 -fd：  是需要监听的f文件描述符

3.2.5 -epoll_event：是告诉内核需要监听什么事

3.3 int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);

3.3.1 等待epfd上的io事件，最多返回maxevents个事件。

3.3.2 参数events用来从内核得到事件的集合

3.3.3 maxevents告之内核这个events有多大，maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size，

3.3.4 参数timeout是超时时间（毫秒，0会立即返回，-1将不确定，也有说法说是永久阻塞）。

3.4 工作模式

3.4.1 水平触发模式（level trigger）

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。

3.4.2 边缘触发模式(edge trigger)

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