2020-11-24 IO多路复用

为什么要IO多路复用：

1：进程执行过程是线性的，调用低速的系统，比如read write accept等的时候，进程在这里阻塞着，不能执行其他操作；考虑这样一个问题：服务端阻塞调用read等待客户端发送数据，那个直到客户端write数据的时候 才继续往下执行；单对单没有问题；

2：多对单呢？那么服务器这边安排套接字分别去对应客户端，此时服务端阻塞read(sockedfd1),此时另一个客户端数据 服务器安排的sockerfd2，不能处理了啊  你阻塞在了fd1.

3：引出IO多路复用技术，例子 循环去找着几个安排的socket，当其中有一个发送来消息后 从阻塞里面返回；调用read读取收到消息的socketfd，然后有循环回select阻塞；这样就不会因为阻塞在其中一个上而不能处理另一个客户的消息；

定义：实现一个线程可以监视多个文件句柄，一旦某i个就绪  就能够通知应用程序进行对应的读写操作；没有文件句柄时候就会阻塞应用程序，交出CPU。多路指的是网络连接，复用指的是同一个线程。

1：BIO 同步阻塞：单线程 accept一个请求 recv或者send阻塞就傻傻等着吧，无法处理其他请求。无法处理并发

2：多线程 accept一个请求后 开启线程recv 请求书增加 线程数增加 线程切换 开销 资源浪费

同步非阻塞：服务器端当accept一个请求后，加入fds集合，每次轮询一遍fds集合recv(非阻塞)数据，没有数据则立即返回错误，每次轮询所有fd（包括没有发生读写事件的fd）会很浪费cpu

Q:

那这样子，在读取socket1的数据时，如果其它socket有数据来，那么也要等到socket1读取完了才能继续读取其它socket的数据吧。那不是也阻塞住了吗？而且读取到的数据也要开启线程处理吧，那这和多线程IO有什么区别呢？

A:

1.CPU本来就是线性的    不论什么都需要顺序处理  并行只能是多核CPU

2：多路复用本来就是用来解决对多个I/O监听时,一个I/O阻塞影响其他I/O的问题,跟多线程没关系.

3.跟多线程相比较,线程切换需要切换到内核进行线程切换,需要消耗时间和资源. 而I/O多路复用不需要切换线/进程,效率相对较高,特别是对高并发的应用nginx就是用I/O多路复用,故而性能极佳.但多线程编程逻辑和处理上比I/O多路复用简单.而I/O多路复用处理起来较为复杂.

accept函数是新的TCP连接。

现在的做法：

服务器端采用单线程通过select/epoll等系统调用获取fd列表，遍历有事件的fd进行accept/recv/send，使其能支持更多的并发连接请求

fds = [listen_fd]

// 伪代码描述

while(1) {

  // 通过内核获取有读写事件发生的fd，只要有一个则返回，无则阻塞

  // 整个过程只在调用select、poll、epoll这些调用的时候才会阻塞，accept/recv是不会阻塞

  for (fd in select(fds)) {

    if (fd == listen_fd) {

        client_fd = accept(listen_fd)

        fds.append(client_fd)

    } elseif (len = recv(fd) && len != -1) {

      // logic

    }

  } 

}