1 简介
最近在看Nginx，着实为它的超高并发能力所折服，感觉随着“物联网”的发展，接入的设备越来越多，Nginx发展潜力巨大呀！
看的过程中也暴露了很多问题，比如IO就是其中之一，之前对IO的了解非常少，本篇就从IO分类说起，大致讨论一下Linux下IO多路复用的几种形式，看一下为什么Nginx选择epoll作为IO
2 IO分类及Linux下实现
2.1 IO分类
- 同步
- 异步
- 阻塞
- 非阻塞
区别：
阻塞/非阻塞:这是对IO的调用端而言的，调用端如果调用之后挂起，直到结果返回，就是阻塞。否则就是非阻塞。 （好比烧水和炒菜，烧水时可以走开做其他的事，但是炒菜要一直看着，不能做其他的事。例子有点牵强，好尴尬⊙﹏⊙‖∣）
同步/异步:这是对数据的传递方式而言，如果数据是调用端自己去取，就是同步，如果是处理端送达，就是异步。 （好比下馆子打包和叫外卖，打包是自己把菜带回家，叫外卖是别人送过来的，哈哈,这个例子还不错吧！）
搭配：
一般情况下，异步与非阻塞搭配，同步和阻塞、非阻塞均有搭配，下面的的内容就是同步的实例呀！
2.1 Linux <非>阻塞
改变Linux下IO的阻塞类型有2种方式：
方式一：打开时候设置
open（"/dev/xxxx",O_RDWR);//阻塞
open("/dev/xxxx",O_RDWR|O_NONBLOCK );//非阻塞
//socket的fd目录：/proc/PID/fd目录
方式二：fcntl函数,动态改变
fcntl(fd,F_SETFL,fcntl(fd,F_GETFL,0)|O_NONBLOCK);//阻塞>非阻塞
fcntl(fd,F_SETFL,fcntl(fd,F_GETFL,0)&^O_NONBLOCK);//非阻塞>阻塞
注意： Linux下阻塞与非阻塞的概念，是针对文件而言，并不针对特定的读写函数。 非阻塞情况下，如果(errno==EAGAIN)表示文件读取完毕！
3 select/poll/epoll分析
3.1 优缺点及原理分析
3.1.1 select
每次执行select都需要查询整个句柄数组，先看看代码框架:
while true
{
select()//挂起
foreach(i in a[])
handle a[i]
}
select的实现模式有3大缺点：
- fd数目受限，在linux/posix_types.h头文件有这样的声明：#define __FD_SETSIZE 1024
- 每次select，都需要将fd数组整个拷贝到内核态
- 每次处理都要遍历整个fd数组，即使存在大量不需要处理的事件
3.1.2 poll
poll在select的基础上改进了：fd的数目有限的问题，fd上限是最大可以打开文件的数目，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max来看,也可以自定义设置：
struct rlimit rt;
rt.rlim_max=rt.rlim_cur=MAXEPOLL
setrlimit(RLIMIT_NOFILE,&rt)
poll依然使用select的阻塞IO来实现。
3.1.3 epoll
epoll是event poll的缩写，在poll的基础上继续改进,epoll通过3个方法来实现高效性：
//创建一个epoll句柄:
epollfd=epoll_create(MAXEPOLL);
//注册要监听的事件类型；
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev)
//则是等待事件的产生
eventfds = epoll_wait(epollfd,events,MAXEPOLLEVENT,0)
实现原理
1:每次注册新的事件到epoll句柄中时，只会拷贝对应的fd进内核，保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。
2:epoll内部使用红黑树组织所有fd句柄，确保log(n)的查找效率，当对应事件发生时，通过回调函数的方法将树结点加到链表中。
3:使用双向链表保存所有的触发的事件， epoll_wait只需从链表中查找相应的事件，减少了遍历数组的大小。
epoll代码结构:
epoll_create()
epoll_ctl();
while true
{
epoll_wait(&b[])
foreach(i in b[])
handle b[i]
}
3.2 epoll触发类型
EPOLL触发类型可以分为：
- 边沿触发（ET）
- 等级触发（LT）
ET触发:只在缓冲区状态发生改变时触发相应事件（EPOLLIN/EPOLLOUT） 所以ET一次触发需要把所有数据循环读/写完！改变缓冲粗状态，方便下一次触发的识别。ET触发必须使用非阻塞IO
LT触发:只要缓冲区有数据（读）或不满（写）时，均会一直触发（EPOLLIN/EPOLLOUT） LT触发不要求IO类型。
区别：
| ET相对高效，但编程难度相对较高，容易丢失数据！（比如我至今还没搞明白设置类型为EPOLLIN | EPOLLOUT，在处理EPOLLOUT时，会不会影响EPOLLIN的触发） |
LT通过冗余触发，提高了数据的可靠性，但是降低了效率！
结束
select/epoll为同步阻塞式，epoll可以同步阻塞也可以同步非阻塞。 epoll将所有fd保存内核空间中，触发的事件以“快捷方式”的形式进行副本保存，传到用户空间！虽然在同一时刻需要保存2份，但是在其极大地提高效率面前，这些都可以忽略不计啦！
PS：本篇内容，大部分都是看的别人的学习笔记，可能有很多理解不妥的地方，还望各路大神指正！