Linux IO模式及 select、poll、epoll详解

一. 涉及概念

• 用户空间与内核空间

• 进程间切换

• 进程的阻塞

• 文件描述符

• 缓存I/O

• 用户控件与内核空间

操作系统根据寻址空间，划分为内核空间与用户控件。
Linux 操作系统的高位1G字节为内核使用；低位3G字节位用户使用 （32位操作系统而言）

• 进程切换

为了控制进程的执行，内核必须有能力挂起正在CPU上运行的进程，并恢复以前挂起的某个进程的执行。这种行为被称为进程切换

• 进程的阻塞

正在执行的进程，由于期待的某些事件未发生，如请求系统资源失败、等待某种操作的完成、新数据尚未到达或无新工作做等，则由系统自动执行阻塞原语(Block)，使自己由运行状态变为阻塞状态。当进程进入阻塞状态，是不占用cpu资源的

• 文件描述符fd

文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符

• 缓存I/O

缓存 I/O 又被称作标准 I/O，大多数文件系统的默认 I/O 操作都是缓存 I/O。在 Linux 的缓存 I/O 机制中，操作系统会将 I/O 的数据缓存在文件系统的页缓存（ page cache ）中，也就是说，数据会先被拷贝到操作系统内核的缓冲区中，然后才会从操作系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的地址空间。

select，poll，epoll 都属于用户进程调用函数，整个进程进入block状态（block状态不占用CPU）；
而同时kernel监控所有函数指负责的socket文件描述符，有任何的一个socket中的数据准备好了，select（poll，epoll）就会返回；
用户进程此时将会终止block状态，进行下一步的操作。