1、什麼是socket？

咱們都知道unix(like)世界裏，一切皆文件，而文件是什麼呢？文件就是一串二進制流而已，無論socket,仍是FIFO、管道、終端，對咱們來講，一切都是文件，一切都是流。在信息 交換的過程當中，咱們都是對這些流進行數據的收發操做，簡稱爲I/O操做(input and output)，往流中讀出數據，系統調用read，寫入數據，系統調用write。不過話說回來了 ，計算機裏有這麼多的流，我怎麼知道要操做哪一個流呢？對，就是文件描述符，即一般所說的fd，一個fd就是一個整數，因此，對這個整數的操做，就是對這個文件（流）的操做。咱們建立一個socket,經過系統調用會返回一個文件描述符，那麼剩下對socket的操做就會轉化爲對這個描述符的操做。不能不說這又是一種分層和抽象的思想。vim

2、阻塞？

什麼是程序的阻塞呢？想象這種情形，好比你等快遞，但快遞一直沒來，你會怎麼作？有兩種方式：網絡

• 快遞沒來，我能夠先去睡覺，而後快遞來了給我打電話叫我去取就好了。
• 快遞沒來，我就不停的給快遞打電話說：擦，怎麼還沒來，給老子快點，直到快遞來。

很顯然，你沒法忍受第二種方式，不只耽擱本身的時間，也會讓快遞很想打你。
而在計算機世界，這兩種情形就對應阻塞和非阻塞忙輪詢。socket

• 非阻塞忙輪詢：數據沒來，進程就不停的去檢測數據，直到數據來。
• 阻塞：數據沒來，啥都不作，直到數據來了，才進行下一步的處理。

先說說阻塞，由於一個線程只能處理一個套接字的I/O事件，若是想同時處理多個，能夠利用非阻塞忙輪詢的方式,僞代碼以下：函數

while true
{
    for i in stream[]
    {
        if i has data
        read until unavailable
    }
}

咱們只要把全部流從頭至尾查詢一遍，就能夠處理多個流了，但這樣作很很差，由於若是全部的流都沒有I/O事件，白白浪費CPU時間片。正若有一位科學家所說， 計算機全部的問題均可以增長一箇中間層來解決，一樣，爲了不這裏cpu的空轉，咱們不讓這個線程親自去檢查流中是否有事件，而是引進了一個代理(一開始是select,後來是poll)，這個代理很牛，它能夠同時觀察許多流的I/O事件，若是沒有事件，代理就阻塞，線程就不會挨個挨個去輪詢了，僞代碼以下：

while true
{
    select(streams[]) //這一步死在這裏，知道有一個流有I/O事件時，才往下執行
    for i in streams[]
    {
        if i has data
        read until unavailable
    }
}

可是依然有個問題，咱們從select那裏僅僅知道了，有I/O事件發生了，卻並不知道是哪那幾個流（可能有一個，多個，甚至所有），咱們只能無差異輪詢全部流，找出能讀出數據，或者寫入數據的流，對他們進行操做。因此select具備O(n)的無差異輪詢複雜度，同時處理的流越多，無差異輪詢時間就越長。spa

epoll能夠理解爲event poll，不一樣於忙輪詢和無差異輪詢，epoll會把哪一個流發生了怎樣的I/O事件通知咱們。因此咱們說epoll其實是事件驅動（每一個事件關聯上fd）的，此時咱們對這些流的操做都是有意義的。（複雜度下降到了O(1)）僞代碼以下：線程

while true
{
    active_stream[] = epoll_wait(epollfd)
    for i in active_stream[]
    {
        read or write till
    }
}

能夠看到，select和epoll最大的區別就是：select只是告訴你必定數目的流有事件了，至於哪一個流有事件，還得你一個一個地去輪詢，而epoll會把發生的事件告訴你，經過發生的事件，就天然而然定位到哪一個流了。不能不說epoll跟select相比，是質的飛躍，我以爲這也是一種犧牲空間，換取時間的思想，畢竟如今硬件愈來愈便宜了。代理

3、I/O多路複用

好了，咱們講了這麼多，再來總結一下，到底什麼是I/O多路複用。
先講一下I/O模型：
首先，輸入操做通常包含兩個步驟：unix

1. 等待數據準備好（waiting for data to be ready）。對於一個套接口上的操做，這一步驟關係到數據從網絡到達，並將其複製到內核的某個緩衝區。
2. 將數據從內核緩衝區複製到進程緩衝區（copying the data from the kernel to the process）。

其次瞭解一下經常使用的3種I/O模型：code

一、阻塞I/O模型

最普遍的模型是阻塞I/O模型，默認狀況下，全部套接口都是阻塞的。 進程調用recvfrom系統調用，整個過程是阻塞的，直到數據複製到進程緩衝區時才返回（固然，系統調用被中斷也會返回）。接口

二、非阻塞I/O模型

當咱們把一個套接口設置爲非阻塞時，就是在告訴內核，當請求的I/O操做沒法完成時，不要將進程睡眠，而是返回一個錯誤。當數據沒有準備好時，內核當即返回EWOULDBLOCK錯誤，第四次調用系統調用時，數據已經存在，這時將數據複製到進程緩衝區中。這其中有一個操做時輪詢（polling）。

三、I/O複用模型

此模型用到select和poll函數，這兩個函數也會使進程阻塞，select先阻塞，有活動套接字才返回，可是和阻塞I/O不一樣的是，這兩個函數能夠同時阻塞多個I/O操做，並且能夠同時對多個讀操做，多個寫操做的I/O函數進行檢測，直到有數據可讀或可寫（就是監聽多個socket）。select被調用後，進程會被阻塞，內核監視全部select負責的socket，當有任何一個socket的數據準備好了，select就會返回套接字可讀，咱們就能夠調用recvfrom處理數據。
正由於阻塞I/O只能阻塞一個I/O操做，而I/O複用模型可以阻塞多個I/O操做，因此才叫作多路複用。