开发者学堂课程【Nginx 企业级 Web 服务实战：IO 模型介绍】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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IO 模型介绍（三）
八、常用模型汇总：
Select |
Poll |
Epoll |
|
操作方式 |
遍历 |
遍历 |
回调 |
底层实现 |
数组 |
链表 |
哈希表 |
IO 效率 |
每次调用都进行线性遍历，时间复杂为0（n） |
每次调用都进行线性遍历，时间复杂度为0（n） |
事件通知方式，每当 fd 就绪，系统注册的回调函数就会被调用，将就绪 fd 放到 rdllist 里面。时间复杂度 0（1） |
最大连接数 |
1024（x86）或 2048（x64） |
无上限 |
无上限 |
Fd 拷贝 |
每次调用 select，都需要把 fd 集合从用户态拷贝到内核态 |
用户态拷贝到内核态每次调用 poll ，都需要把 fd 集合 |
调用 epoll_ctl 时拷贝进内核并保存，之后每次 epoll_wait 不拷贝 |
九、常用模型对比
1.水平触发--多次通知，需要关心数据是否取完以避免重复通知，效率较低。
2.边缘触发--一次通知，需要关心数据是否取走以避免数据丢失，效率较高。
Select:
POSIX 所规定，目前几乎在所有的平台上支持，其良好跨平台支持也是它的一个优点，本质上是通过设置或者检查存放fd标志位的数据结构来进行下一步处理
缺点：
单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制，在 Linux 上一般为1024，可以通过修改宏定义 FD SETSIZE，再重新编译内核实现，但是这样也会造成效率的降低单个进程可监视的 fd 数量被限制，默认是1024，修改此值需要重新编译内核对 socket 是线性扫描．即采用轮询的方法，效率较低。
select
采取了内存拷贝方法来实现内核将 FD 消息通知给用户空间，这样一个用来存放大量 fd 的数据结构，这样会使得用卢空间和内核空间在传递该结构时复制开销大
poll:
本质上和 select 没有区别，它将用卢传入的数组拷贝到内核空间，然后查询每个 fd 对应的设备状态其没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的大量的fd的数组被整体复制于用巨态和内核地址空间之间，而不管这样的复制是不是有意义 poll 特点是“水平触发”，
如果报告了 fd 后，没有被处理，那么下次 poll 时会再次报告该 fd
epoll:
在 Linux 2.6 内核中提出的 select 和 poll 的增强版本，支持水平触发 LT 和边缘触发 ET，最大的特点在于边缘触发，它只告诉进程哪些 fd 刚刚变为就需态，并且只会通知一次 e 使用“事件”的就绪通知方式，通过 epoll ctl 注册 fd，一旦该fd就绪，内核就会采用类似 callback 的回调机制来激 < 活该 fd,epoll wait 便可以收到通知
优点:
没有最大并发连接的限制:能打开的FD的上限远大于1024(1G 的内存能监听约10万个端口)，具体查看 /proclsvs/fs/file-max，此值和系统内存大小相关
效率提升:
非轮询的方式，不会随着 FD 数目的增加而效率下降:只有活跃可用的 FD 才会调用 callback 函数，即 epoll 最大的优点就在于它只管理“活跃”的连接，而跟连接总数无关
内存拷贝，利用 mmap(Memory Mapping) 加速与内核空间的消息传递:即 epoll 使用 mmap 减少复制开销
十、MMAP 介绍：
mmap(memory mapping) 系统调用使得进程之间通过映射同⼀个普通文件实现共享内存，普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以像访问普通内存⼀样对文件进行访问。
十一、传统方式 copy 数据：
传统方式下需要进程去调用内核，内核从磁盘读取数据，读到内存的内核空间，再把数据拷贝到进程的内核上，一个进程上有一个独立的储存空间。可以理解为先从磁盘拷到内存的内存空间，再从内存拷到进程的内存空间，需要拷贝两次。
十二、Mmap方式：
使用mmap方式，先从磁盘拷到内存空间，这一步是必须的。将进程的内存空间映射到内存的内存地址，让进程直接访问内存中的数据，这种方式被成为mmap。
这样做的优点是可以减少一次数据拷贝，从而加快一次数据的传输时间。即从磁盘考到内存的内存空间，然后映射到进程空间。通过这个软件就可以找到数据，然后直接打包数据发给用户。
不再从内核内存拷贝到进程内存，可以直接访问，这一步也是由内核实现的。
