I/O多路复用是什么？
I/O multiplexing 这里面的 multiplexing 指的其实是在单个线程通过记录跟踪每一个Sock(I/O流)的状态(对应空管塔里面的Fight progress strip槽)来同时管理多个I/O流. 发明它的原因，是尽量多的提高服务器的吞吐能力。
是不是听起来好拗口，看个图就懂了.
mux.jpg
在同一个线程里面， 通过拨开关的方式，来同时传输多个I/O流。
Linux下I/O多路复用解决方案select,poll,epoll
select相关函数定义如下
/* According to POSIX.1-2001, POSIX.1-2008 */
#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);
int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout,
const sigset_t *sigmask);
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
void FD_ZERO(fd_set *set);
select的调用会阻塞到有文件描述符可以进行IO操作或被信号打断或者超时才会返回。
select将监听的文件描述符分为三组，每一组监听不同的需要进行的IO操作。readfds是需要进行读操作的文件描述符，writefds是需要进行写操作的文件描述符，exceptfds是需要进行异常事件处理的文件描述符。这三个参数可以用NULL来表示对应的事件不需要监听。
nfds 是当前最大文件描述符maxfd+1
例如：如果你想监视文件描述符24-31，你需要将nfds设置为32，并确保使用FD_ZERO（）将整个fd_set置零（fd_set 是用位图存储文件描述符的，因为文件描述符是唯一且递增的整数），FD_SET（）将条目设置为24-31。另外请注意，select（）会修改输入参数，因此必须在select（）返回后使用FD_ISSET（）进行测试，而且通常在再次调用select（）之前，必须重新初始化FD_set（或复制保存的值）。
FD_xx系列的函数是用来操作文件描述符组和文件描述符的关系。
FD_ZERO用来清空文件描述符组。每次调用select前都需要清空一次。
fd_set writefds;
FD_ZERO(&writefds)
FD_SET添加一个文件描述符到组中，FD_CLR对应将一个文件描述符移出组中
FD_SET(fd, &writefds);
FD_CLR(fd, &writefds);
FD_ISSET检测一个文件描述符是否在组中，我们用这个来检测一次select调用之后有哪些文件描述符可以进行IO操作
if (FD_ISSET(fd, &readfds)){
/* fd可读 */
}
select可同时监听的文件描述符数量是通过FS_SETSIZE来限制的，在Linux系统中，该值为1024，当然我们可以增大这个值，但随着监听的文件描述符数量增加，select的效率会降低。
poll相关函数定义
#include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
#include <signal.h>
#include <poll.h>
int ppoll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds,
const struct timespec *tmo_p, const sigset_t *sigmask);
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events to watch */
short revents; /* returned events witnessed */
};
和select用三组文件描述符不同的是，poll只有一个pollfd数组，数组中的每个元素都表示一个需要监听IO操作事件的文件描述符。events参数是我们需要关心的事件，revents是所有内核监测到的事件。
epoll相关函数定义如下
#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size);
int epoll_create1(int flags);
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
int maxevents, int timeout);
int epoll_pwait(int epfd, struct epoll_event *events,
int maxevents, int timeout,
const sigset_t *sigmask);
epoll_create用于创建一个epoll实例，而epoll_ctl用于往epoll实例中增删改要监测的文件描述符，epoll_wait则用于阻塞的等待可以执行IO操作的文件描述符直到超时。
- 创建一个epoll 对象，向epoll 对象中添加文件描述符以及我们所关心的在在该文件描述符上发生的事件
- 通过epoll_ctl 向我们需要关心的文件描述符中注册事件（读，写，异常等），操作系统将该事件和对象的文件描述符作为一个节点插入到底层建立的红黑树中
- 添加到文件描述符上的实际都会与网卡建立回调机制，也就是实际发生时会自主调用一个回调方法，将事件所在的文件描述符插入到就绪队列中
- 引用程序调用epoll_wait 就可以直接从就绪队列中将所有就绪的文件描述符拿到，可以说时间复杂度O(1)
水平触发工作方式(LT)
- 处理socket时，即使一次没将数据读完，下次调用epoll_wait时该文件描述符也会就绪，可以继续读取数据
边沿触发工作方式（ET）
- 处理socket时没有一次将数据读完，那么下次再调用epoll_wait该文件描述符将不再显示就绪，除非有新数据写入
-
在该工作方式，当一个文件描述符就绪是，我们要一次性的将数据读完
epoll
epoll为什么要有EPOLLET触发模式？
如果采用EPOLLLT模式的话，系统中一旦有大量你不需要读写的就绪文件描述符，它们每次调用epoll_wait都会返回，这样会大大降低处理程序检索自己关心的就绪文件描述符的效率.。而采用EPOLLET这种边缘触发模式的话，当被监控的文件描述符上有可读写事件发生时，epoll_wait()会通知处理程序去读写。如果这次没有把数据全部读写完(如读写缓冲区太小)，那么下次调用epoll_wait()时，它不会通知你，也就是它只会通知你一次，直到该文件描述符上出现第二次可读写事件才会通知你！！！这种模式比水平触发效率高，系统不会充斥大量你不关心的就绪文件描述符。
poll vs select 对比
poll和select基本上是一样的，poll相比select好在如下几点：
- poll传参对用户更友好。比如不需要和select一样计算很多奇怪的参数比如nfds(值最大的文件描述符+1)，再比如不需要分开三组传入参数。
- poll会比select性能稍好些，因为select是每个bit位都检测，假设有个值为1000的文件描述符，select会从第一位开始检测一直到第1000个bit位。但poll检测的是一个数组。
- select的时间参数在返回的时候各个系统的处理方式不统一，如果希望程序可移植性更好，需要每次调用select都初始化时间参数。
而select比poll好在下面几点
- 支持select的系统更多，兼容更强大，有一些unix系统不支持poll
- select提供精度更高(到microsecond)的超时时间，而poll只提供到毫秒的精度。
epoll vs poll&select
- 在需要同时监听的文件描述符数量增加时，select&poll是O(N)的复杂度，epoll是O(1)，在N很小的情况下，差距不会特别大，但如果N很大的前提下，一次O(N)的循环可要比O(1)慢很多，所以高性能的网络服务器都会选择epoll进行IO多路复用。
- epoll内部用一个文件描述符挂载需要监听的文件描述符，这个epoll的文件描述符可以在多个线程/进程共享，所以epoll的使用场景要比select&poll要多。
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