上篇线程/进程并发服务器中提到，提高服务器性能在IO层需要关注两个地方，一个是文件描述符处理，一个是线程调度。
IO复用是什么？IO即Input/Output，在网络编程中，文件描述符就是一种IO操作。
为什么要IO复用？
1.网络编程中非常多函数是阻塞的，如connect，利用IO复用可以以非阻塞形式执行代码。
2.之前提到listen维护两个队列，完成握手的队列可能有多个就绪的描述符，IO复用可以批处理描述符。
3.有时候可能要同时处理TCP和UDP，同时监听多个端口，同时处理读写和连接等。
为什么epoll效率要比select高？
1.在连接数量较大的场景，select遍历需要每个描述符，epoll由内核维护事件表，只需要处理有响应的描述符。
2.select本身处理文件描述符受到限制，默认1024。
3.效率并不是绝对的，当连接率高，断开和连接频繁时，select不一定比epoll差。所以要根据具体场合使用。
epoll的两种模式，电平触发和边沿触发。
1.电平触发效率较边沿触发低，电平触发模式下，当epoll_wait返回的事件没有全部相应处理完毕，内核缓冲区还存在数据时，会反复通知，直到处理完成。epoll默认使用这种模式。
2.边沿触发效率较高，内核缓冲区事件只通知一次。
一个epoll实现demo
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h> using namespace std; #define MAXLINE 5
#define OPEN_MAX 100
#define LISTENQ 20
#define SERV_PORT 5000
#define INFTIM 1000 int main(int argc, char* argv[])
{
int listen_fd, connfd_fd, socket_fd, epfd, nfds;
ssize_t n;
char line[MAXLINE];
socklen_t clilen; //声明epoll_event结构体的变量,ev用于注册事件,数组用于回传要处理的事件
struct epoll_event ev,events[];
//生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符
epfd=epoll_create();
struct sockaddr_in clientaddr;
struct sockaddr_in serveraddr;
listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );
//设置与要处理的事件相关的文件描述符
ev.data.fd = listen_fd;
//设置要处理的事件类型
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
//注册epoll事件
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listen_fd,&ev); memset(&serveraddr, , sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serveraddr.sin_port = htons(SERV_PORT); if (bind(listen_fd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) == -)
{
printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);
exit();
} if (listen(listen_fd, LISTENQ) == -)
{
exit();
} for ( ; ; )
{
//等待epoll事件的发生
nfds = epoll_wait(epfd,events,,);
//处理所发生的所有事件
for (int i = ; i < nfds; ++i)
{
if (events[i].data.fd == listen_fd)//如果新监测到一个SOCKET用户连接到了绑定的SOCKET端口，建立新的连接。 {
connfd_fd = accept(listen_fd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen);
if (connfd_fd < ){
perror("connfd_fd < 0");
exit();
}
char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);
cout << "accapt a connection from " << str << endl;
//设置用于读操作的文件描述符
ev.data.fd = connfd_fd;
//设置用于注测的读操作事件
ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;
//注册ev
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd_fd,&ev);
}
else if (events[i].events&EPOLLIN)//如果是已经连接的用户，并且收到数据，那么进行读入。
{
memset(&line,'\0', sizeof(line));
if ( (socket_fd = events[i].data.fd) < )
continue;
if ( (n = read(socket_fd, line, MAXLINE)) < ) {
if (errno == ECONNRESET) {
close(socket_fd);
events[i].data.fd = -;
} else
std::cout<<"readline error"<<std::endl;
} else if (n == ) {
close(socket_fd);
events[i].data.fd = -;
}
cout << line << endl;
//设置用于写操作的文件描述符
ev.data.fd = socket_fd;
//设置用于注测的写操作事件
ev.events = EPOLLOUT|EPOLLET;
//修改socket_fd上要处理的事件为EPOLLOUT
//epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,socket_fd,&ev);
}
else if (events[i].events&EPOLLOUT) // 如果有数据发送
{
socket_fd = events[i].data.fd;
write(socket_fd, line, n);
//设置用于读操作的文件描述符
ev.data.fd = socket_fd;
//设置用于注测的读操作事件
ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;
//修改socket_fd上要处理的事件为EPOLIN
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,socket_fd,&ev);
}
}
}
return ;
}
执行效果如下：
第一次学epoll时，容易错误的认为epoll也可以实现并发，其实正确的话是epoll可以实现高性能并发服务器，epoll只是提供了IO复用，在IO“并发”，真正的并发只能通过线程进程实现。
那为什么可以同时连接两个客户端呢？实际上这两个客户端都是在一个进程上运行的，前面提到过各个描述符之间是相互不影响的，所以是一个进程轮循在处理多个描述符。
Reactor模式：
Reactor模式实现非常简单，使用同步IO模型，即业务线程处理数据需要主动等待或询问，主要特点是利用epoll监听listen描述符是否有相应，及时将客户连接信息放于一个队列，epoll和队列都是在主进程/线程中，由子进程/线程来接管各个描述符，对描述符进行下一步操作，包括connect和数据读写。主程读写就绪事件。
大致流程图如下：
Preactor模式：
Preactor模式完全将IO处理和业务分离，使用异步IO模型，即内核完成数据处理后主动通知给应用处理，主进程/线程不仅要完成listen任务，还需要完成内核数据缓冲区的映射，直接将数据buff传递给业务线程，业务线程只需要处理业务逻辑即可。
大致流程如下：
