linux IO模型 （IO多路复用的三种机制Select，Poll，Epoll）

• BIO -> 普通NIO -> select NIO -> epoll 同步非阻塞多路复用
  linux内核优化的结果

linux内核没有实现异步IO

• 同步：轮询socket和读取数据的线程都是用户线程
• 非阻塞：线程轮询socket 没有数据的时候不会阻塞

BIO

每一个socket都需要一个线程去阻塞读取
recvfrom系统调用一直是阻塞的 一个线程处理一个socket

• 问题：多个线程、线程切换

普通NIO

一个线程一次次的发起对socket的轮训，recvfrom调用没数据就返回，有数据就同步处理
yum install man man-pages
man 2 read 系统调用文档
linux 面向文件描述符 cd /proc/pid/fd

• 问题：连接多的时候，需要一次次系统调用

select NIO

多路复用：一个线程管理多个socket 适合连接数比较多的情况

selectort.select() 内核中的系统调用，查询每个socket是否有数据事件到达，如果没有会一直阻塞，导致用户线程的阻塞

select 轮询每个socket的状态是在内核空间进行的，效率高，之前在用户空间发起
返回给用户空间的是所有的socket还是有数据的socket ？？

• 问题：1 需要遍历文件描述符 2 需要在用户空间和内核空间传递文件描述符

poll相对于select来讲，没有了最大连接数的限制

epoll

信号驱动IO？
就绪列表 / mmap
epoll 数据结构： 双向链表 / 红黑树
系统调用：epoll_create epoll_ctl epoll_wait

异步IO

linux内核没有实现 windows内核实现了

异步IO模型才是最理想的IO模型，在异步IO模型中，当用户线程发起read操作之后，立刻就可以开始去做其它的事。而另一方面，从内核的角度，当它受到一个asynchronous+read之后，它会立刻返回，说明read请求已经成功发起了，因此不会对用户线程产生任何block。然后，内核会等待数据准备完成，然后将数据拷贝到用户线程，当这一切都完成之后，内核会给用户线程发送一个信号，告诉它read操作完成了。也就说用户线程完全不需要关心实际的整个IO操作是如何进行的，只需要先发起一个请求，当接收内核返回的成功信号时表示IO操作已经完成，可以直接去使用数据了。
也就说在异步IO模型中，IO操作的两个阶段都不会阻塞用户线程，这两个阶段都是由内核自动完成，然后发送一个信号告知用户线程操作已完成。用户线程中不需要再次调用IO函数进行具体的读写。这点是和信号驱动模型有所不同的，在信号驱动模型中，当用户线程接收到信号表示数据已经就绪，然后需要用户线程调用IO函数进行实际的读写操作；而在异步IO模型中，收到信号表示IO操作已经完成，不需要再在用户线程中调用iO函数进行实际的读写操作。
mmap系统调用

零拷贝

sendfile系统调用 / 消息队列kafka MQ接收网络存储的消息并保存也是零拷贝（网络 -> mmap内存映射 -> 磁盘）

零拷贝.png

处理IO -> 处理文件描述符
socket 文件描述符file 关系？

参考资料
reids 五种IO模型介绍
https://blog.csdn.net/weixin_44100455/article/details/88956574
https://zhuanlan.zhihu.com/p/63179839
https://www.jianshu.com/p/397449cadc9a