Linux之IO多路复用

前言

在linux系统中，一切皆文件，那么关于文件的读写IO更是重中之重，在初学者练习网络编程中常常会遇到一种情况，服务端每次建立一个连接，就要开启一个线程处理它，那么一旦连接数量起来，我们就需要创建大量的线程，这些线程无疑会占用系统大量资源，拖慢系统性能，那么怎么解决这个问题，这就引出了我们今天的主角IO多路复用

原理

IO多路复用使原本多个主动轮询文件的线程，转化成让系统内核监听这些文件，当接受的到文件数据时在通知给我们的应用进程，这种方式无疑可以避免我们开启大量线程去处理文件

使用

1. select：通过select系统调用来监视文件描述符集合的状态变化，一旦其中一个文件描述符就绪，就通知应用程序进行相应的I/O操作

缺点：
select监听的文件描述符的数量不能超过1024个
select会把这些文件描述符拷贝到内核
select只会告诉我们，这这些文件描述符中有的可以读了，但是内核没有告诉我们到底是哪个，需要我们去遍历查找

#include 

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
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nfds是监测的文件描述符的最大值加1
readfds是可读的文件描述符集合
writefds是可写的文件描述符集合
exceptfds是异常事件的文件描述符集合
timeout是等待时间

2. poll：类似于select，但使用数据结构更为简单。使用struct pollfd结构体来表示需要监测的文件描述符和事件，并通过poll系统调用进行轮询检查。

缺点：
select会把这些文件描述符拷贝到内核
select只会告诉我们，这这些文件描述符中有的可以读了，但是内核没有告诉我们到底是哪个，需要我们去遍历查找

#include 

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
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fds是一个指向struct pollfd结构体数组的指针
nfds是数组中元素的数量
timeout是等待时间

3. epoll：是Linux特有的高效的I/O多路复用机制。它通过创建一个epoll实例并使用epoll_ctl函数将需要监测的文件描述符添加到实例中，然后使用epoll_wait函数等待事件的发生。

epoll使用了共享内存，解决数据拷贝的问题
并且当文件的可以去读了，内核主动的去唤醒进程，并告知进程哪些文件是可以读的

#include 

int epoll_create(int size);
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
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epfd是epoll实例的文件描述符
op可以是EPOLL_CTL_ADD、EPOLL_CTL_MOD或EPOLL_CTL_DEL
fd是要添加、修改或删除的文件描述符
event是一个指向struct epoll_event的指针
events是用来保存事件的数组
maxevents是数组中元素的数量
timeout是等待时间