首先介绍阻塞与非阻塞：
阻塞是个什么概念呢？比如某个时候你在等快递，但是你不知道快递什么时候过来，而且你没有别的事可以干（或者说接下来的事要等快递来了才能做）；那么你可以去睡觉了，因为你知道快递把货送来时一定会给你打个电话（假定一定能叫醒你）。 非阻塞忙轮询。接着上面等快递的例子，如果用忙轮询的方法，那么你需要知道快递员的手机号，然后每分钟给他挂个电话：“你到了没？”
大部分程序也不会用第二种做法，因为第一种方法经济而简单，经济是指消耗很少的CPU时间，如果线程睡眠了，就掉出了系统的调度队列，暂时不会去瓜分CPU宝贵的时间片了。
为了了解阻塞是如何进行的，我们来讨论缓冲区，以及内核缓冲区，最终把I/O事件解释清楚。缓冲区的引入是为了减少频繁I/O操作而引起频繁的系统调用，当你操作一个流时，更多的是以缓冲区为单位进行操作，这是相对于用户空间而言。对于内核来说，也需要缓冲区。
假设有一个管道，进程A为管道的写入方，Ｂ为管道的读出方。
- 假设一开始内核缓冲区是空的，B作为读出方，被阻塞着。然后首先A往管道写入，这时候内核缓冲区由空的状态变到非空状态，内核就会产生一个事件告诉Ｂ该醒来了，这个事件姑且称之为“缓冲区非空”。
- 但是“缓冲区非空”事件通知B后，B却还没有读出数据；且内核许诺了不能把写入管道中的数据丢掉这个时候，Ａ写入的数据会滞留在内核缓冲区中，如果内核也缓冲区满了，B仍未开始读数据，最终内核缓冲区会被填满，这个时候会产生一个I/O事件，告诉进程A，你该等等（阻塞）了，我们把这个事件定义为“缓冲区满”。
- 假设后来Ｂ终于开始读数据了，于是内核的缓冲区空了出来，这时候内核会告诉A，内核缓冲区有空位了，你可以从长眠中醒来了，继续写数据了，我们把这个事件叫做“缓冲区非满”
- 也许事件Y1已经通知了A，但是A也没有数据写入了，而Ｂ继续读出数据，知道内核缓冲区空了。这个时候内核就告诉B，你需要阻塞了！，我们把这个时间定为“缓冲区空”。
这四个情形涵盖了四个I/O事件，缓冲区满，缓冲区空，缓冲区非空，缓冲区非满（说的内核缓冲区）。这四个I/O事件是进行阻塞同步的根本。
阻塞I/O模式下，一个线程只能处理一个流的I/O事件。如果想要同时处理多个流，要么多进程(fork)，要么多线程(pthread_create)，很不幸这两种方法效率都不高。
于是再来考虑非阻塞忙轮询的I/O方式，我们发现我们可以同时处理多个流了：
while true {
for i in stream[]; {
if i has data
read until unavailable
}
}
我们只要不停的把所有流从头到尾问一遍，又从头开始。这样就可以处理多个流了，但这样的做法显然不好，因为如果所有的流都没有数据，那么只会白白浪费CPU。阻塞模式下，内核对于I/O事件的处理是阻塞或者唤醒，而非阻塞模式下则把I/O事件交给其他对象。
while true {
select(streams[])
for i in streams[] {
if i has data
read until unavailable
}
}
但是使用select，我们有O(n)的无差别轮询复杂度，同时处理的流越多，每一次无差别轮询时间就越长。
epoll可以理解为event poll，不同于忙轮询和无差别轮询，epoll之会把哪个流发生了怎样的I/O事件通知我们。此时我们对这些流的操作都是有意义的。（复杂度降低到了O(k)，k为产生I/O事件的流的个数，也有认为O(1)）
- epoll_create 创建一个epoll对象，一般epollfd = epoll_create()
- epoll_ctl （epoll_add/epoll_del的合体），往epoll对象中增加/删除某一个流的某一个事件
比如
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, socket, EPOLLIN);//有缓冲区内有数据时epoll_wait返回
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, socket, EPOLLOUT);//缓冲区可写入时epoll_wait返回 - epoll_wait(epollfd,...)等待直到注册的事件发生
一个epoll模式的代码如：
while true {
active_stream[] = epoll_wait(epollfd)
for i in active_stream[] {
read or write till unavailable
}
}
你把要监控读写的文件交给内核（epoll_add)
设置你关心的事件（epoll_ctl），比如读事件
然后等（epoll_wait），此时，如果没有哪个文件有你关心的事件，则休眠，直到有事件，被唤醒
然后返回那些事件实现并发，还需要配合非阻塞的读写。这样就可以一下搜集一大把文件（套接字），然后一下读写一大把文件（不会因为某个文件慢而阻塞），这样来实现并发。
仍然用快递例子来说，ePoll的优势就是，你可以随便做其他的事情，当有快递来的时候，他给你打电话让你来拿，你空了的时候下来拿就好了。
不像阻塞那样需要一直在窗边看着快递来没来，也不需要像select那样不停地打电话问快递来没来。尤其是在快递比较多的时候，select需要问快递你没有你的快递，快递说有的时候，你还需要逐个问某一个包裹到没到；ePoll会直接告诉你，你的哪个包裹的快递到了。
kqueue与epoll非常相似，最初是2000年Jonathan Lemon在FreeBSD系统上开发的一个高性能的事件通知接口。注册一批socket描述符到 kqueue 以后，当其中的描述符状态发生变化时，kqueue 将一次性通知应用程序哪些描述符可读、可写或出错了。
kqueue的接口包括 kqueue()、kevent() 两个系统调用和 struct kevent 结构：
- kqueue() 生成一个内核事件队列，返回该队列的文件描述符。其它 API 通过该描述符操作这个 kqueue。
- kevent() 提供向内核注册 / 反注册事件和返回就绪事件或错误事件。
- struct kevent 就是kevent()操作的最基本的事件结构。
struct kevent {
uintptr_t ident; /* 事件 ID */
short filter; /* 事件过滤器 */
u_short flags; /* 行为标识 */
u_int fflags; /* 过滤器标识值 */
intptr_t data; /* 过滤器数据 */
void *udata; /* 应用透传数据 */
};
在一个 kqueue 中，{ident, filter} 确定一个唯一的事件：
- ident
事件的 id，一般设置为文件描述符。
- filter
可以将 kqueue filter 看作事件。内核检测 ident 上注册的 filter 的状态，状态发生了变化，就通知应用程序。kqueue 定义了较多的 filter：
与socket读写相关的filter：
- EVFILT_READ：TCP 监听 socket，如果在完成的连接队列 ( 已收三次握手最后一个 ACK) 中有数据，此事件将被通知。收到该通知的应用一般调用 accept()，且可通过 data 获得完成队列的节点个数。 流或数据报 socket，当协议栈的 socket 层接收缓冲区有数据时，该事件会被通知，并且 data 被设置成可读数据的字节数。
- EVFILT_WRIT：当 socket 层的写入缓冲区可写入时，该事件将被通知；data 指示目前缓冲区有多少字节空闲空间。
行为标志flags：
- EV_ADD：指示加入事件到 kqueue
- EV_DELETE：指示将传入的事件从 kqueue 中移除
过滤器标识值：
- EV_ENABLE：过滤器事件可用，注册一个事件时，默认是可用的。
- EV_DISABLE：过滤器事件不可用，当内部描述可读或可写时，将不通知应用程序。
注册事件到 kqueue
bool Register(int kq, int fd)
{
struct kevent changes[1];
EV_SET(&changes[0], fd, EVFILT_READ, EV_ADD, 0, 0, NULL); int ret = kevent(kq, changes, 1, NULL, 0, NULL); return true;
}
Register 将 fd 注册到 kq 中。注册的方法是通过 kevent() 将 eventlist 和 neventlist 置成 NULL 和 0 来达到的。
人们一般将 socket IO 设置成非阻塞模式，以提高读写性能的同时，避免 IO 读写不小心被锁定。为了达到某种目的，有人会通过 getsocketopt 来偷看 socket 读缓冲区的数据大小或写缓区可用空间的大小。在 kevent 返回时，将读写缓冲区的可读字节数或可写空间大小告诉应用程序。基于这个特性，使用 kqueue 的应用一般不使用非阻塞 IO。每次读时，根据 kevent 返回的可读字节大小，将接收缓冲区中的数据一次性读完；而发送数据时，也根据 kevent 返回的写缓冲区可写空间的大小，一次只发可写空间大小的数据。
文章部分整合知乎上关于epoll和select的回答：https://www.zhihu.com/question/20122137