IO复用三种方式

简介

IO复用技术，简单来说就是同时监听多个描述符。在没有用到IO复用以前，只能是一个线程或一个

线程去监听，服务端同时有多个连接的时候，需要创建多个线程或者进程。而且，并不是所有的连

接是一直在传输这数据，可能只是连接后啥都没干,如果这样，进程就啥都没干。

现在有了IO复用技术，只有描述符就绪的时候才去处理，这样就很方便了。

IO复用的使用大概是这样：

设置要监听的描述符以及需要监听的事件

↓

监听事件，一直阻塞直到有描述符就绪

↓

遍历所有就绪的描述符，并进行相应处理

IO复用有三种方式，分别是select, poll, epoll

select

select函数原型

int select(int nfds, fd_set* readfds, fd_set* writefds, fd_set* exceptfds, struct timeval* timeout);

参数详解：

nfds:nfds参数指定的是被监听的文件描述符的总数，一般设置成最大的描述符加上1，因为描述

符是从0开始的。

readfds:需要监听读事件的描述符集

writefds：需要监听写事件的描述符集

exceptfds:需要监听异常事件的描述符集

timeout:设置超时时间，如果传递的是NULL，则select会一直阻塞

一般的使用步骤:

1 设置FD_SET集合，如果要同时监听多种事件，则需要使用多个描述符集合

2 调用select，select会通过更改描述集，只留下准备好的描述符，所以需要在调用前保留一份

3 同时描述符需要在数组中存储一份，这个通过遍历数组和FD_ISSET来判断是否准备好，若准备好则去执行相关任务

缺点:

select 最大支持的描述符有限一般是1024。

同时select内部的操作是等待描述符集合，必然需要进入到内核态，所以，每次需要把描述符集合

从用户空间拷贝到内核空间，这样是特别消耗资源的，同时select这种方式，只保留准备好的描述符

这样，使用特别不方便，每次还需要对数组进行遍历来判断描述符是否在准备好的集合当中。

poll

poll相对于select的优点就是解决了描述符的限制问题，但是性能并不好。poll也是需要通过遍历

的方式来判断描述符的准备状态，当描述符较多时，则就尴尬了。

函数原型:

int poll(struct pollfd *fds, nfd_t nfds, int timeout);

struct pollfd

{

int fd; //文件描述符

short events; //注册的事件

short revents; //实际发生的事件

}

参数详解:

fds:需要监听的数组，数组里的每个结构体都设置好描述符和需要注册的事件，如果有多个，使用或('|')操作符

nfds:数组的长度

timeout:指定超时值，单位是毫秒

常用的宏：

POLLIN:数据(包括普通数据和优先数据)可读

POLLOUT:数据(包括普通数据和优先数据)可写

epoll

epoll 相比select和poll不同，epoll将监听的描述符集存放在内核区，免去了select和poll每次调用

都需要将描述符集从用户空间拷贝到内核空间的消耗。同时epoll的对于已经准备好的描述符处理比较方便。

还增加了一些新的特性，比如ET和LT两种触发模式，

epoll提供了三个函数:

int epoll_create(int size);

epoll_create用来创建一个描述符，指向内核创建的描述符集。之后的操作都通过描述符来操作。

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

epfd:传入的是指向描述符集的描述符

op:有三个宏：

EPOLL_CTL_ADD：添加fd上的注册事件

EPOLL_CTL_MOD：修改fd上的注册事件

EPOLL_CTL_DEL：删除fd上的注册事件

fd:需要操作的描述符

event:

struct epoll_event

{

__uint32_t events; //epoll事件

epoll_data_t data; //用户数据

}

typedef union epoll_data_t

{

void *ptr;

int fd;

uint32_t u32;

uint64_t u64;

} epoll_data_t;

int  epoll_wait(int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout);

函数详解：

返回值：返回准备好的描述符的个数

epfd:指向描述符集的描述符

events:这里是作为函数传出使用，epoll_wait之后会设置这个数组,之后再遍历这个数组即可

maxevents:指定最多监听的描述符的个数

timeout:超时时间，和poll相同。

epoll有两种触发模式，一种是LT(条件触发)一种ET(边沿触发)

LT条件触发:

当满足某个条件，就会触发，如果没有去处理，会一直去触发

LT是默认的触发方式

ET边沿触发：

当满足某个条件之后触发一次，如果未处理，就不管了。

在设置触发事件的时候或上 EPOLLET

那么问题来了？

如果之后还有数据到来，还会触发吗？

如果会，那么之前未处理的数据还在吗,会丢弃吗？

如果之后还有新的数据来，依然会触发，同时之前缓冲的数据可以一块读出来。