掌握 IO 多路复用，代码行数减半，性能翻倍

IO 模型与 IO 多路复用的概念

在网络编程中，IO 模型主要分为阻塞 IO、非阻塞 IO 和 IO 多路复用。

阻塞 IO

阻塞 IO 是最简单、也是最传统的 IO 模型。当应用程序向操作系统发出一个 IO 请求后，应用程序会一直等待操作系统返回结果，在此期间，应用程序不能做任何其他事情。

非阻塞 IO

非阻塞 IO 是在阻塞 IO 的基础上发展而来的。当应用程序向操作系统发出一个 IO 请求后，应用程序不会等待操作系统返回结果，而是继续执行其他任务。当操作系统返回结果时，应用程序再对结果进行处理。

IO 多路复用

IO 多路复用是一种更加高效的 IO 处理方式。它可以同时监听多个文件符，并在一有事件发生时立即通知应用程序。这使得应用程序可以只用少量代码来处理大量连接，从而显著提高程序的性能和并发性。

IO 多路复用机制

IO 多路复用机制主要分为两类：轮询 和信号驱动 。

轮询

轮询是一种比较简单、但效率较低的 IO 多路复用机制。它通过不断地轮询各个文件符来检查是否有事件发生。如果某个文件描述符上有事件发生，轮询机制会将该文件描述符传递给应用程序进行处理。

信号驱动

信号驱动是一种更高效的 IO 多路复用机制。它通过操作系统提供的信号机制来通知应用程序有事件发生。当某个文件描述符上有事件发生时，操作系统会向应用程序发送一个信号。应用程序收到信号后，就可以对该文件描述符进行处理。

IO 多路复用在网络编程中的应用

IO 多路复用在网络编程中有着广泛的应用。它可以用于开发高性能的 Web 服务器、代理服务器、防火墙等网络应用程序。

IO 多路复用机制的比较

常见的 IO 多路复用机制有 select、poll、epoll、kqueue 等。这些机制在原理上基本相同，但各有优缺点。

select

select 是最古老的 IO 多路复用机制之一。它使用一个文件描述符集合来监视多个文件描述符。当某个文件描述符上有事件发生时，select 会将该文件描述符传递给应用程序进行处理。

poll

poll 是 select 的改进版本。它使用一个数组来存储文件描述符，并通过轮询的方式来检查是否有事件发生。poll 的效率要比 select 高，但它也更复杂。

epoll

epoll 是 Linux 系统中专为 IO 多路复用而设计的机制。它使用一种叫做 epoll 事件表来监视多个文件描述符。当某个文件描述符上有事件发生时，epoll 会将该文件描述符传递给应用程序进行处理。epoll 的效率要比 select 和 poll 都高，而且它还支持边缘触发和水平触发两种触发方式。

kqueue

kqueue 是 FreeBSD 系统中专为 IO 多路复用而设计的机制。它与 epoll 非常相似，也使用一种叫做 kqueue 事件表来监视多个文件描述符。当某个文件描述符上有事件发生时，kqueue 会将该文件描述符传递给应用程序进行处理。kqueue 的效率要比 select 和 poll 都高，而且它还支持边缘触发和水平触发两种触发方式。

总结

IO 多路复用是一种高效的 IO 处理方式，它可以同时监听多个文件描述符，并在一有事件发生时立即通知应用程序。这使得应用程序可以只用少量代码来处理大量连接，从而显著提高程序的性能和并发性。IO 多路复用在网络编程中有着广泛的应用，它可以用于开发高性能的 Web 服务器、代理服务器、防火墙等网络应用程序。