目录

一、简述socket中select、epoll的使用场景和区别

1、使用场景

2、区别

二、epoll水平触发和边缘触发的区别

三、简述Reactor和Proactor模式

1、Reactor

2、Proactor

3、区别

四、简述同步和异步的区别，阻塞和非阻塞的区别

1、同步与异步

2、阻塞与非阻塞

五、简述BIO和NIO的区别

1、BIO

2、NIO

六、简述5种I/O模型

1、阻塞I/O

2、非阻塞I/O

3、信号驱动I/O

4、I/O多路复用

5、异步I/O

七、简述socket网络编程中客户端和服务端用到哪些函数

1、服务器端函数

2、客户端函数

八、简述网络七层参考模型及每一层的作用

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一、简述socket中select、epoll的使用场景和区别

1、使用场景

        select、epoll都是I/O多路复用的机制，应用于高并发的网络编程的场景。I/O多路复用就是通过一种机制，可以监视多个文件描述符，一旦某个文件描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知应用程序进行相应的读写操作。

2、区别

        （1）每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时候会很大，而epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。

        （2）每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，而epoll只需要轮询一次fd集合，同时查看就绪链表中有没有就绪的fd就可以了。

        （3）select支持的文件描述符数量太小了，默认是1024，而epoll没有这个限制，它所支持的fd上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于2048。

二、epoll水平触发和边缘触发的区别

        LT模式（水平触发）下，只要这个fd还有数据可读，每次epoll_wait都会返回它的事件，提醒用户程序去操作。

        ET模式（边缘触发）下，它只会提示一次，直到下次再有数据流入之前都不会提升了，无论fd中是否还有数据可读。

三、简述Reactor和Proactor模式

        在高性能的I/O设计中，有两个比较著名的模式：Reactor和Proactor。其中Reactor模式用于同步I/O，Proactor用于异步I/O操作。

1、Reactor

        Reactor模式中读操作的具体步骤为：

        （1）应用程序注册读就需事件和相关联的事件处理器；

        （2）事件分离器等待事件发生；

        （3）当发生读就需事件的时候，事件分离器调用第一步注册的事件处理器；

        （4）事件处理器首先执行实际的读取操作，然后根据读取到的内容进行进一步的处理。

2、Proactor

        Proactor模式中读操作的具体步骤为：

        （1）应用程序初始化一个异步读取操作，然后注册相应的事件处理器，此时事件处理器不关注读取就绪事件，而是关注读取完成事件，这是区别于Reactor的关键；

        （2）事件分离器等待读取操作完成事件；

        （3）在事件分离器等待读取操作完成的时候，操作系统调用内核线程完成读取操作，并将读取的内容放入用户传递过来的缓存区中。这也是区别于Reactor的一点，Proactor中，应用程序需要传递缓存区；

        （4）事件分离器捕获到读取完成事件后，激活应用程序注册的事件处理器，事件处理器直接从缓存区读取数据，而不需要进行实际的读取操作。

3、区别

        从上面看出，Reactor中需要应用程序自己读取或者写入数据，而Proactor模式中，应用程序不需要用户再自己接收数据，直接使用即可，操作系统会将数据从内核拷贝到用户区。   

四、简述同步和异步的区别，阻塞和非阻塞的区别

1、同步与异步

        同步：所有操作都做完，才返回给用户结果。即写完数据库之后，再响应用户，用户体验不好。

        异步：无需等所有操作完成，就响应用户请求。即先响应用户请求，再慢慢写数据库，用户体验较好。

2、阻塞与非阻塞

        阻塞：调用者调用了某个函数，等待这个函数返回，期间什么也不做，不停地检查这个函数有没有返回，必须等这个函数返回后才可以进行下一个动作。

        非阻塞：非阻塞等待，每隔一段时间就去检查I/O事件是否就绪，没有就绪就可以做其他事情。

五、简述BIO和NIO的区别

1、BIO

        BIO（Blocking I/O）：阻塞I/O，调用者调用了某个函数，等待这个函数返回，期间什么也不做，停地检查这个函数有没有返回，必须等这个函数返回后才可以进行下一个动作。

2、NIO

        NIO（New I/O）：同时支持阻塞和非阻塞模式，NIO的做法是叫一个线程不断的轮询每个I/O的状态，看是否有I/O的状态发生了改变，从而进行下一步操作。

六、简述5种I/O模型

1、阻塞I/O

        调用者调用了某个函数，等待这个函数返回，期间什么也不做，停地检查这个函数有没有返回，必须等这个函数返回后才可以进行下一个动作。

2、非阻塞I/O

        非阻塞等待，每隔一段时间就去检查I/O事件是否就绪，没有就绪就可以做其他事情。

3、信号驱动I/O

        Linux用套接口进行信号驱动I/O，安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞，当I/O事件就绪，进程收到SIGIO信号，然后处理I/O事件。

4、I/O多路复用

        Linux用select、poll函数实现I/O复用模型，这两个函数也会使进程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的是这两个函数可以同时阻塞多个I/O操作，而且可以同时对多个读操作、写操作的I/O函数进行检查，直到有数据可以读或者可以写时，才真正调用I/O操作函数。

5、异步I/O

        Linux中，可以调用aio_read函数告诉内核描述字缓冲区指针和缓冲区的大小、文件偏移和通知的方式，然后立即返回，当内核将数据拷贝到缓冲区后，再通知应用程序，用户可以直接去使用数据。

        前四种模型：阻塞I/O、非阻塞I/O、多路复用I/O和信号驱动I/O都属于同步模式，因为其中真正的I/O操作（函数）都将会阻塞进程，只有异步I/O模型真正实现了I/O操作的异步性。

        异步和同步的区别在于，异步是内核将数据拷贝到用户区，不需要用户再自己接收数据，直接使用即可，而同步是内核通知用户数据到了，然后用户自己调用相应函数去接收数据。

七、简述socket网络编程中客户端和服务端用到哪些函数

1、服务器端函数

        （1）socket创建一个套接字；

        （2）bind绑定ip和port；

        （3）listen使套接字变为可以被动链接；

        （4）accept等待客户端的链接；

        （5）write/read接收发送数据；

        （6）close关闭连接。

2、客户端函数

        （1）创建一个socket，用函数socket（）；

        （2）bind绑定ip和port；

        （3）连接服务器，用函数connect（）；

        （4）收发数据，用函数send（）和recv（），或read（）和write（）；

        （5）close关闭连接。

八、简述网络七层参考模型及每一层的作用

        如下表：

OSI七层模型	功能	对应的网络协议	TCP/IP四层概念模型
应用层	文件传输、文件管理、电子邮件的信息处理	HTTP、TFTP、FTP、NFS、WAIS、SMTP	应用层
表示层	确保一个系统的应用层发送的消息可以被另一个系统的应用层读取，编码转换，数据解析，管理数据的解密和加密	Telnet、Rlogin、SNMP、Gopher	应用层
会话层	负责在网络中的两节点建立，维持和终止通信	SMTP、DNS	应用层
传输层	定义一些传输数据的协议和端口	TCP、UDP	传输层
网络层	控制子网的运行，如逻辑编址，分组传输，路由选择	IP、ICMP、ARP、RARP、AKP、UUCP	网络层
数据链路层	主要对物理层传输的比特流包装，检测保证数据传输的可靠性，将物理层接收的数据进行MAC（媒体访问控制）地址的封装和解封装	FDDI、Ethernrt、Arpanet、PDN、SLIP、PPP、STP、HDLC、SDLC、帧中继	数据链路层
物理层	定义物理设备的标准，主要对物理连接方式，电气特性，机械特性等制定统一标准	IEEE 802.1A、IEEE 802.2到IEEE 802.	数据链路层