1.5 阻塞与非阻塞I/O

1、阻塞I/O

阻塞和非阻塞主要是指这个函数，是否会导致我们这个进程进入sleep休眠。
阻塞：这种函数，会导致进程进入休眠，在等待一个动作发生才会继续走下去，这种阻塞不好，效率很低

2、非阻塞I/O

不会卡住，充分利用CPU时间片，不断的调用accept和recvfrom函数来查看有没有数据到来，通过标记来进行判断，如果数据到来，那么就会卡着，将内核缓存区的数据拷贝到用户缓存区。

3、异步I/O

调用一个异步I/O函数，要给这个函数指定一个缓存区，还需要一个回调函数，其他事情交给操作系统，调用完一个异步I/O函数会立即返回，操作系统会判断数据是否到来，来了就会将数据拷贝到缓存区中，调用指定回调函数来通知你。

和非阻塞的差别：需要不停的调用I/O函数，如果数据来就会卡在I/O函数这，就会将数据从内核缓存区复制到用户缓存区，异步I/O不需要不停的调用，只需要调用一次，然后可以去执行其他事情，通过内核检查数据是否到来，在整个过程中没有卡顿

4、同步I/O

1、select先判断数据有没有，没数据卡在那里，有数据返回之后，用recvfrom去读取数据（还是会卡一下，取数据的时候，将内核缓存区拷贝到用户缓存区），更麻烦，需要调用两个函数才能拿到数据，所谓I/O复用，就是我可以同步等待多个socket的数据，任意一个socket上面有数据了我就去recvfrom去读

5、epoll原理函数

5.1、int epoll_create(int size)

1、int epoll_create(int size);
参数：
    size 创建的红黑树的监听数据节点（数目最大有多大，从Linux 2.6.8开始，max_size参数将被忽略，但必须大于零。）
返回值：
    成功 指向新创建的红黑树的根节点fd
    失败 -1 errno
作用：创建一颗空红黑树和一个双向空链表


流程：
1、开辟了一块eventpoll结构类型的内存
	结构中成员rbr指向，一颗红黑树的根节点
	结构中成员rdlist指向，双向链表的头指针

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5.2、int epoll_ctl(int epfd,int op,int fd,struct epoll_event* event)

2、int epoll_ctl(int epfd,int op,int fd,struct epoll_event* event);
参数：
    epfd： epoll_create 函数的返回值
    op： 对该监听的红黑树操作
        EPOLL_CTL_ADD   添加fd到 监听红黑树
        EPOLL_CTL_MOD   修改fd在监听红黑树上的监听事件
        EPOLL_CTL_DEL   将一个fd从监听红黑树上摘下（取消监听）
    fd：待监听的fd文件描述符
    event：结构体的地址
        struct epoll_event {
            uint32_t     events;      
            // EPOLLIN / EPOLLOUT / EPOLLERR
            epoll_data_t data;    
            // fd 对应监听事件的fd
            // void* ptr
            // u32
            // u64
        };
        typedef union epoll_data {
                void        *ptr;
                int          fd;
                uint32_t     u32;
                uint64_t     u64;
        } epoll_data_t;
返回值：
    成功 0
    失败 -1 errno
作用：把一个socket以及这个socket相关的事件添加到epoll对象描述符中，目的通过epoll来监听这个socket，有感兴趣的事件来了通知我们


流程：
1、EPOLL_CTL_ADD   添加
生成红黑树的节点，epitem结构体，将socket保存到节点中、作为红黑树的key，添加的事件也保存进去
	成员：rbn结构体包含三个指针，左、右、父节点的指针
	成员：rblist结构体包含：指向前一个元素，后元素的指针

2、EPOLL_CTL_DEL  删除
a)通过socket到红黑树中进行查找，
b)有就把这个节点删除

3、EPOLL_CTL_DEL  修改
a)通过socket到红黑树中进行查找
b)找到红黑树节点修改红黑树事件
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5.3、int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event* events,int maxevents,int timeout)

int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event* events,int maxevents,int timeout);
参数：
    epfd：epoll_create 函数返回值 epfd
    events：传出参数【数组】，满足监听条件的
    maxevents:数组 元素的总个数1024
    timeout：毫秒
        -1 阻塞
        0 不阻塞
        >0  超时事件（毫秒）
返回值：
    >0 满足监听的总个数，可以用作循环上限
    0 没有fd满足条件
    -1 errno
作用：阻塞一小段时间，等待事件发生，返回事件集合，也就是获取内核的事件通知（遍历双向链表，把双向链表数据拷贝出去，拷贝完毕，移除）
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5.4、内核向双向链表增加节点

总结：红黑树的节点是通过EPOLL_CTL_ADD添加进去的。
一般用四种情况，操作系统会把节点添加到红黑树上：
1、客户端完成三次握手，服务端要accept()
2、客户端关闭连接时候，服务器调用close()
3、到客户端发送数据，服务器调用read()
4、当可以发送数据时，服务器调用write()

6、Linux命令

# 查看有哪些进程监听80端口
lsof -i:80 

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