五種常見的io模型

1. 阻塞式io:阻塞IO:在核心將資料準備好之前,系統呼叫會一直等待所有的套接字, 預設都是阻塞方式.
2. 非阻塞io:如果核心還未將資料準備好,系統呼叫仍然會直接返回,並且返回EWOULDBLOCK錯誤碼.
3. 訊號驅動io:核心將資料準備好的時候, 使⽤用SIGIO訊號通知應⽤用程式進行IO操作.
4. io多路轉接:雖然從流程圖上看起來和阻塞IO類似實際上最核心在於IO多路轉接能夠同時等待多個檔案描述符的就緒狀態.
5. 非同步io:由核心在資料拷貝完成時, 通知應用程式(而訊號驅動是告訴應用程式何時可以開始拷貝資料).

任何IO過程中, 都包含兩個步驟.

• 第一是等待, 第二是拷貝資料.而且在實際的應用場景中, 等待消耗的時間往往都遠遠高於拷貝的時間.讓IO更高效, 最核心的辦法就是讓等待的時間儘量少.

I/O多路轉接之select

select 系統呼叫的用途是：在指定的一段時間內，監聽使用者感興趣的檔案描述符上的可讀、可寫、和異常等事件。該函式允許程序指示核心等待多個事件中的任何一個事件發生，並且只在有一個或多個事件發生或者經歷一段指定的時間後才喚醒它。
select函式原型：

/* According to POSIX.1-2001 */
#include <sys/select.h>
/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
 

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

引數解釋：
1. maxfds 引數指定被監聽的（待測定）檔案描述符的個數，它通常被設定為select監聽的所有檔案描述符的最大值加一，因為檔案描述符是從0開始計數的。
2. readfds、writefds、exceptfds 三個引數分別指向可讀、可寫和異常等事件對應的檔案描述符集合。應用程式呼叫select函式，通過這三個引數傳入自己感興趣的描述符。select函式返回時，核心將修改它們來通知應用程式哪些檔案描述符已經就緒。*輸入輸出型引數*

timeval 結構體的定義如下：

struct timeval {
               long    tv_sec;         /* seconds */
               long    tv_usec;        /* microseconds */
           };

引數timeout取值:

• NULL：則表⽰示select（）沒有timeout，select將⼀一直被阻塞，直到某個⽂檔案描述符上發生了事件;
• 0：僅檢測描述符集合的狀態，然後⽴立即返回，並不等待外部事件的發⽣生。
• 特定的時間值：如果在指定的時間段⾥裡沒有事件發⽣生，select將超時返回。

關於fd_set結構
每個fd_set結構體中僅包含一個整型陣列，該陣列的每個元素中的每一位（bit）標記一個檔案描述符。
提供了一組操作fd_set的介面, 來比較⽅方便的操作點陣圖.

void FD_CLR(int fd, fd_set *set); // 用來清除描述片語set中相關fd 的位
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set); // 用來測試描述片語set中相關fd 的位是否為真
void FD_SET(int fd, fd_set *set); // 用來設定描述片語set中相關fd的位
void FD_ZERO(fd_set *set); // 用來清除描述片語set的全部位

函式返回值：

• 執行成功則返回檔案描述詞狀態已改變的個數
• 如果返回0代表在描述詞狀態改變前已超過timeout時間，沒有返回。
• 當有錯誤發生時則返回-1，錯誤原因存於errno，此時引數readfds，writefds, exceptfds和timeout的值變成不可預測。

錯誤值可能為： * EBADF 檔案描述詞為無效的或該檔案已關閉 * EINTR 此呼叫被訊號所中斷 * EINVAL
引數n 為負值。 * ENOMEM 核心記憶體不足
socket就緒條件：
讀就緒：

• socket核心中, 接收緩衝區中的位元組數, ⼤大於等於低⽔水位標記SO_RCVLOWAT. 此時可以⽆阻塞的讀該檔案描述符, 並且返回值⼤大於0;
• socket TCP通訊中, 對端關閉連線, 此時對該socket讀, 則返回0;
• 監聽的socket上有新的連線請求;
• socket上有未處理的錯誤;

寫就緒

• socket核心中, 傳送緩衝區中的可用位元組數(傳送緩衝區的空閒位置⼤小), 大於等於低⽔水位標記SO_SNDLOWAT, 此時可以⽆無阻塞的寫, 並且返回值⼤大於0;
• socket的寫操作被關閉(close或者shutdown).對⼀個寫操作被關閉的socket進⾏行寫操作, 會觸發SIGPIPE訊號;
• socket使⽤非阻塞connect連線成功或失敗之後;
• ocket上有未讀取的錯誤;

異常就緒

• socket上收到帶外資料.