I/O复用

在网络编程中I/O复用非常有用，具体的原因就不用说了，相信用过的人都有体会~

1、I/O模型

在Unix中，有5中基本的IO模型，它们是：

·blocking I/O

最普通的I/O模型，也是默认的I/O模型。它会一直阻塞调用者直到读/写成功、被信号中断或错误发生。

·nonblocking I/O

通过调用一些函数，可以将blocking I/O设置为nonblocking模式。nonblocking模式下，进行I/O操作不会被阻塞，无论成功与否都会返回，返回值和errno表明了操作状态。

·I/O multiplexing （select/poll）

对于同时处理多个I/O的进程（线程）来说，这很有用。它相当于同时“监视”多个I/O，在满足一定的条件后返回，向调用者“反馈”情况。

·signal driven I/O （SIGIO）

有事件发生时，同时信号的方式通知“对此感兴趣”的对象。

·asynchronous I/O

执行I/O操作后立即返回，但不代表实际的操作已经进行，什么时候执行实际操作由底层决定。实际操作执行完毕后底层会通知相应的对象。

前面4种模型和最后一种的一个显著区别是：

前面4种模型不会主动把数据从内核复制到用户进程，只有当用户进程使用系统调用读取数据时才会复制过来；而使用异步I/O时，当底层通知调用者操作完成时，已经将数据从内核复制到了相应的用户进程。

2、select

提到unix下的I/O复用，就不得不提select。虽然还有一个poll，但是select的使用远远要比poll广泛，POSIX对select的支持也要多于poll。select有一个更为强大的版本pselect，而poll则没有（后面出现了epoll，主要是为了网络而设计的）。

使用select时，需要注意几点：

·是它的3个fd_set是value-resule类型，调用select的时候，代表的是感兴趣的事件，而返回  的时候被修改为已经发生的事件。使用select常犯的一个错误就是，select返回后再次调用没有  重新设置3个fd_set。

·timeval指针参数是为了实现超时而用的，它可以为NULL、0（tv_sec和tv_usec为0）和大于  0。为NULL代表一直阻塞知道有事件发生，0表示无论有没有事件发生都立即返回，大于0表示阻塞  的最大时间。

·timeval指针参数使用const限制符，也就是说它返回的时候不会向其他一些具有定时功能的函数  一样，将其修改为“剩下的时间”。

·操作fd_set用FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR和FD_ISSET宏。

2.1 什么时候socket为“可读”

·socket接收缓存中的字节数大于socket接收缓存的“low-water”值（对于TCP和UDP默认值一般  为1，可通过SO_RCVLOWAT选项进行设置）。

·读端被关闭，如收到了FIN包。此时read将立即返回，返回值为0，表示遇到EOF。

·socket是监听端口，且到该端口连接完成的端口数不为0，即accept可以立即返回。

·socket有错误发生，此时read将立即返回，返回值为-1，errno为发生的错误。错误还可以通过  getsockopt采用SO_ERROR获得。

2.2 什么时候socket为“可写”

·socket发送缓冲中可用空间大于socket发送缓存的“low-water”值（对于TCP和UDP默认值一般  为2048，可通过SO_SNDLOWAT选项进行设置）。

·写端关闭（比如收到RST），此时write会返回EPIPE。

·socket以nonblocking方式使用的connect连接成功或失败。

·socket有错误发生，“可读”。

由上面可知，当一个socket发生错误时，select认为是可读写的。

2.3 增强版select---pselect

从表面上看，有2个不同：timeval结构变成timespec结构；增加了一个参数const sigset_t *sigmask。

（未完待续）