目录
- IO多路复用技术
- select：
- poll：
- epoll（Linux特有）：
- epoll select poll的区别
- epoll是同步还是异步
- epoll详解
IO多路复用技术
- 通信双方都有一个socket，以一个文件描述符的形式存在，那这个fd也对应了内核当中的一块缓存区，缓冲区里有读缓冲区和写缓冲区，一端写另一端读，IO也就是指这样对缓冲区的操作。多路复用能够让程序同时监听多个文件描述符。
I/O多路复用技术是一种允许单个进程或线程同时监视多个输入/输出（I/O）通道的技术，如网络连接、文件描述符等。当某个I/O通道有数据可读或可写时，操作系统通知应用程序进行相应的操作。这种技术可以提高应用程序的效率和性能，特别是在处理大量并发I/O操作时。以下是几种常见的I/O多路复用技术：
select：
select是最早的I/O多路复用技术之一。它允许程序指定一组文件描述符，然后查询这些描述符中哪些已经准备好进行读取或写入操作。
poll：
poll与select类似，但它使用不同的数据结构（pollfd结构体数组），并且没有select中的文件描述符数量限制。
epoll（Linux特有）：
epoll是Linux下的一种高效的I/O多路复用技术。它使用一组系统调用（epoll_create、epoll_ctl、epoll_wait）来管理事件和通知机制。epoll使用红黑树和事件列表来提高性能，特别是对于大量并发连接。
epoll select poll的区别
select/poll/epoll 都是内核提供给用户态的多路复用系统调用
- select和poll要检测的文件描述符集合是在用户态下创建的，每次调用都需要从用户态拷贝到内核中。而epoll从创建开始就是在内核空间创建的。
- 判断是否有文件描述符就绪，select和poll需要遍历整个文件描述符的集合，遍历的时间复杂度都是O(n)。而epoll利用了内核的事件驱动机制，只有当文件描述符就绪时才会返回，在硬件的支持下是O(1)的时间复杂度。
- select和poll都只能工作在相对低效的LT模式下，而epoll同时支持LT和ET模式。
- 水平触发：当文件描述符就绪时，它们会一直通知应用程序直到应用程序处理完该事件
- 边缘触发：它只会通知应用程序一次，所以我们一般会循环的从文件描述符中读写数据，一次性尽可能多的读取数据。
- 一般来说，边缘触发的效率比水平触发的效率要高，因为边缘触发可以减少系统调用次数，减少开销的。
- 当监测的fd数量较小，建议使用select和poll；当监听的fd数量较多，使用epoll会明显提升性能。
- epoll 在内核里使用「红黑树」来关注进程所有待检测的 Socket
epoll是同步还是异步
epoll 通常被认为是一种介于传统同步 I/O 和完全异步 I/O 之间的机制。
同步的：epoll 通过 epoll_wait() 系统调用来通知应用程序哪些文件描述符已经准备就绪，应用程序在接收到通知后就要自己去执行实际的 I/O 操作。这种模式更接近于同步 I/O。
异步的：epoll 允许应用程序先注册对特定的 I/O 事件，当这些事件发生之后操作系统会自动通知应用程序，这是异步 I/O 的一个关键特征。
所以总体而言它是同步的，但又提供了一种接近异步 I/O 的编程模型。
epoll详解
epoll 是 Linux 内核提供的一种高效的 I/O 多路复用技术，用于监控大量文件描述符（file descriptors）的 I/O 事件。与传统的 select 和 poll 相比，epoll 在处理大量并发连接时具有显著的性能优势。以下是 epoll 的一些关键特性和概念：
数据结构：
epoll 使用红黑树来组织和管理文件描述符，这使得查找、添加和删除操作都非常高效。
系统调用：
epoll 提供了三个主要的系统调用：
epoll_create：创建一个新的 epoll 实例。
epoll_ctl：用于添加（EPOLL_CTL_ADD）、修改（EPOLL_CTL_MOD）或删除（EPOLL_CTL_DEL）感兴趣的文件描述符。
epoll_wait：等待 I/O 事件的发生，并返回就绪的文件描述符列表。
事件类型：
epoll 支持多种类型的事件，包括读（EPOLLIN）、写（EPOLLOUT）、错误（EPOLLERR）等。
事件触发模式：
epoll 支持两种触发模式：
边缘触发（Edge Triggered，ET）：只有状态发生变化时才通知应用程序。
水平触发（Level Triggered，LT）：只要条件满足，就会不断通知应用程序。
性能优势：
与 select 和 poll 不同，epoll 不需要在每次调用时传递所有文件描述符的集合，内核维护了文件描述符的状态，这大大减少了数据复制的开销。
就绪列表：
当 epoll_wait 被调用时，内核会将准备好的文件描述符添加到就绪列表中，应用程序可以直接从这个列表中读取事件，而不需要轮询。
可扩展性：
epoll 可以高效地处理成千上万的并发连接，这使得它非常适合用于高性能的服务器应用程序。
内存使用：
尽管 epoll 在性能上优于 select 和 poll，但它可能会使用更多的内存，特别是当监控大量文件描述符时。
编程复杂性：
使用 epoll 编程可能比 select 和 poll 更复杂，需要正确地管理文件描述符的注册、注销和事件处理。
epoll 的高效性能使其成为 Linux 下开发高性能网络应用程序的首选 I/O 多路复用技术之一。然而，开发者需要仔细设计程序，以充分利用 epoll 的优势，同时避免潜在的编程陷阱。
