Linux Socket套接字

          在Linux世界，“一切皆文件”，操作系统把网络读写作为IO操作，就像读写文件那样，对外提供出来的编程接口就是Socket。所以，socket（套接字）是通信的基石，是支持TCP/IP协议网络通信的基本操作单元。socket实质上提供了进程通信的端点。进程通信之前，双方首先必须各自创建一个端点，否则是没有办法建立联系并相互通信的。一个完整的socket有一个本地唯一的socket号，这是由操作系统分配的。

      从设计模式的角度看， Socket其实是一个外观模式，它把复杂的TCP/IP协议栈隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的Socket接口就是全部。当应用程序创建一个socket时，操作系统就返回一个整数作为描述符（descriptor）来标识这个套接字。然后，应用程序以该描述符为传递参数，通过调用函数来完成某种操作（例如通过网络传送数据或接收输入的数据）。以TCP 为例，典型的Socket 使用如下：

        在许多操作系统中，Socket描述符和其他I/O描述符是集成在一起的，操作系统把socket描述符实现为一个指针数组，这些指针指向内部数据结构。进一步看，操作系统为每个运行的进程维护一张单独的文件描述符表。当进程打开一个文件时，系统把一个指向此文件内部数据结构的指针写入文件描述符表，并把该表的索引值返回给调用者 。

       进程进行Socket操作时，也有着多种处理方式，如阻塞式IO，非阻塞式IO，多路复用(select/poll/epoll)，AIO等等。

      多路复用往往在提升性能方面有着重要的作用。select系统调用的功能是对多个文件描述符进行监视，当有文件描述符的文件读写操作完成以及发生异常或者超时，该调用会返回这些文件描述符。select 需要遍历所有的文件描述符，就遍历操作而言，复杂度是 O(N)。

       epoll相关系统调用是在Linux 2.5 后的某个版本开始引入的。该系统调用针对传统的select/poll不足，设计上作了很大的改动。select/poll 的缺点在于:

1. 每次调用时要重复地从用户模式读入参数，并重复地扫描文件描述符。

2. 每次在调用开始时，要把当前进程放入各个文件描述符的等待队列。在调用结束后，又把进程从各个等待队列中删除。