Java中套接字(socket)以及有关概念入门
目录
socket的理解
epoll的原理解析
从网卡接收数据的过程
真正的接收了数据
当我们监控一个socket时
阻塞时发生了什么
如何唤醒线程一
多个socket连接时(引出Select)
解决Select缺点(引出epoll)
措施二
epoll原理
根据以下文章学习
socket的理解
Socket编程基本就是listen，accept以及send，write等几个基本的操作。
我们还知道TCP和UDP，前者可以保证数据的正确和可靠性，后者则允许数据丢失。
在TCP和UDP同属于传输层，共同架设在IP层（网络层）之上。而IP层主要负责的是在节点之间（End to End）的数据包传送，IP层只负责把数据送到节点，而不能区分上面的不同应用。所以TCP和UDP协议在其基础上加入了端口的信息，端口于是标识的是一个节点上的一个应用。除了增加端口信息，UDP基本就没有对IP层的数据进行任何的处理了。而TCP协议还加入了更加复杂的传输控制，比如滑动的数据发送窗口（Slice Window），以及接收确认和重发机制，以达到数据的可靠传送。
TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口。TCP/IP也必须对外提供编程接口，这就是Socket编程。
总结：
- 如果一个程序创建了一个socket，并让其监听80端口，其实是向TCP/IP协议栈声明了其对80端口的占有。
- 所谓accept，其实抽象的是TCP的连接建立过程。accept可以产生多个不同的socket，而这些socket里包含的宿IP和宿端口是不变的，变化的只是源IP和源端口。
套接字套（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。
epoll的原理解析
从网卡接收数据的过程
网卡收到网线传来的数据————在硬件电路的传输————将数据写入到内存中的某个地址上
总结：网卡会把接收到的数据写入内存。
真正的接收了数据
由硬件产生的信号需要 CPU 立马做出回应，不然数据可能就丢失了，所以它的优先级很高。（比如：当计算机收到断电信号时，它应立即去保存数据，保存数据的程序具有较高的优先级(电容可以保存少许电量，供 CPU 运行很短的一小段时间)）
CPU 理应中断掉正在执行的程序，去做出响应;当 CPU 完成对硬件的响应后，再重新执行用户程序。
当网卡把数据写入到内存后，网卡向 CPU 发出一个中断信号，操作系统便能得知有新数据到来，再通过网卡中断程序去处理数据。
当我们监控一个socket时
进程一是一个连接。recv 是个阻塞方法，当程序运行到 recv 时，它会一直等待，直到接收到数据才往下执行。
阻塞时发生了什么
操作系统为了支持多任务，实现了进程调度的功能，会把进程分为“运行”和“等待”等几种状态(比如上述程序运行到 recv 时，程序会从运行状态变为等待状态，接收到数据后又变回运行状态)。
当线程一创建socket时，操作系统会创建一个由文件系统管理的 Socket 对象。这个 Socket 对象包含了发送缓冲区、接收缓冲区与等待队列等成员。当程序执行到 recv 时，操作系统会将进程 一 从工作队列移动到该 Socket 的等待队列中。
这时候线程一被阻塞，线程二正常执行，以至于阻塞不占用cpu资源。
如何唤醒线程一
当对socket写入数据，数据经由网卡传送到内存，网卡通过中断信号通知 CPU 有数据到达，CPU 执行中断程序。中断执行时，数据写入缓冲区，唤醒线程一并放入工作队列。
这大致就是单个socket连接的流程。
多个socket连接时(引出Select)
recv 只能监视单个 Socket。先出现一种不太高效的方法——select。
如果我们监控三个socket，就把线程一放到三个socket对象的等待队列。如图
举例说明，当socket2收到数据时，进程一移出三个socket，加入工作队列（和一个socket时类似）。
缺点：每次调用 Select 都需要将进程加入到所有监视 Socket 的等待队列，每次唤醒都需要从每个队列中移除。这里涉及了两次遍历。进程被唤醒后，程序并不知道哪些 Socket 收到数据，还需要遍历一次。
解决Select缺点(引出epoll)
select将阻塞和添加等待队列放在一起，但是epoll拆分了他们的功能。先用 epoll_ctl 维护等待队列，再调用 epoll_wait 阻塞进程。显而易见地，效率就能得到提升。
措施二
解决不知道哪个socket收到消息的问题。
维护了一个rdlist，当有socket收到数据就被rdlist（eventpoll的就序列表）引用，当进程被唤醒时，就知道哪个socket收到了信息。
epoll原理
当进程创建epoll时，内核会创建一个 eventpoll 对象。和 Socket 一样，它也会有等待队列。
假如有三个socket进入时，情况是eventpoll注入到三个socket中，socket收到数据后，中断程序会操作 eventpoll 对象，而不是直接操作进程。
当收到数据后，中断会给eventpoll的就绪列表添加socket的引用。
eventpoll 对象相当于 Socket 和进程之间的中介，Socket 的数据接收并不直接影响进程，而是通过改变 eventpoll 的就绪列表来改变进程状态。
也因为 Rdlist 的存在，进程 一（创建连接的进程） 可以知道哪些 Socket 发生了变化。
根据以下文章学习
关于我对socket的理解，不知道正确与否？ - 知乎看了很多关于socket的文章，也整合了不同文章的描述，对于它有一个自己的认识，不知道对不对，想请教一下…https://www.zhihu.com/question/64316083
https://www.zhihu.com/question/64316083Epoll原理解析_~~ LINUX ~~-CSDN博客_epoll从事服务端开发，少不了要接触网络编程。Epoll 作为 Linux 下高性能网络服务器的必备技术至关重要，Nginx、Redis、Skynet 和大部分游戏服务器都使用到这一多路复用技术。Epoll 很重要，但是 Epoll 与 Select 的区别是什么呢?Epoll 高效的原因是什么?网上虽然也有不少讲解 Epoll 的文章，但要么是过于浅显，或者陷入源码解析，很少能有通俗易懂的。...https://blog.csdn.net/armlinuxww/article/details/92803381https://blog.csdn.net/armlinuxww/article/details/92803381