I/O多路複用方案

1. 本節思惟導圖

　　

2. 基本的網絡編程接口

2.1 基於TCP的通訊模型

　　

2.2 基於UDP的通訊模型

3. 非阻塞的服務器程序

　　file、pipe、fifo、socket在默認建立過程當中都是阻塞的（block）,非阻塞的接口相比於阻塞型接口的顯著差別在於，在被調用以後當即返回，在linux中咱們可使用fcntl()函數來設置描述符的狀態

　　fcntl(fd，F_SETFL, O_NOBLOCK)

　　fcntl函數重點關注第二個參數中的F_SETFL和F_GETFL設置或獲取描述符的狀態

　　狀態包括：O_NONBLOCK O_APPEND O_ASYNC

　　O_DIRCT（最小化或去掉reading和writing的緩存影響.系統將企圖避免緩存你的讀或寫的數據）

　　在非阻塞的狀態下，recv()接口在被調用後當即返回，返回值表明了不一樣的含義：

（1）recv()返回值大於0，表示接收數據完畢，返回值便是接收到的字節數
（2）recv()返回值爲0，表示連接已經正常斷開
（3）recv()返回值爲-1，且errno等於EAGAIN,表示recv操做尚未執行完成
（4）recv()返回值爲-1，且error不等於EAGAIN,表示recv操做遇到系統錯誤errno

　　注意：毫不推薦循環調用recv()來檢測「操做是否完成」，循環調用recv將大幅度推高CPU佔用率，實際操做系統提供了更爲高效的方法來檢測「操做是否完成」，好比select、epoll

4. select()接口的基於事件驅動的服務器模型

　　大部分UNIX/LINUX都支持select函數，改函數用於探測多個文件句柄的狀態變化，如下爲select接口的原型：

FD_ZERO(int fd, fd_set *fds) // fd_set類型變量的全部位都設爲0
FD_SET(int fd, fd_set *fds ) // 設置變量的某個位置位
FD_ISSET(int fd, fd_set *fds) // 測試某個位置是否被置位
FD_CLR(int fd, fd_set *fds)   // 清除某個位時可使用
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, df_set *exceptfds, struct timeval *timeout)

　　關於select更加詳細的說明和使用請參考：http://www.javashuo.com/article/p-tirrufkh-br.html

5. 使用epoll實現異步事件通知模型

　　已經在前面的博客中總結了epoll用法，具體參考：linux之epoll

　　這裏重點說明下accept的使用技巧：

　　（1）阻塞模式accept存在的問題，考慮這種狀況：TCP連接被客戶端夭折，即在服務器調用accept以前，客戶端主動發送RST終止連接，致使剛剛創建的連接從就緒隊列中移除，若是套接口被設置爲阻塞模式，服務器就會一直阻塞在accept調用上，直到其它某個客戶端創建一個新的連接爲止，可是在此期間，服務器單純地阻塞在accept調用上，就需隊列中的其它描述符都得不處處理

　　解決方法：把監聽套接口設爲非阻塞，當客戶端在服務器調用accept以前停止某個鏈接時，accept調用能夠當即返回-1，這時源自Berkeley的實現會在內核中處理該事件，並不會將該事件同質epoll。而其它實現把errno設置爲ECONNABORTED或者EPROTo錯誤，咱們能夠忽略這兩個錯誤。

　　（2）ET模式相愛的accept存在的問題，考慮這種狀況：多個連接同時到達時，服務器的TCP就緒隊列瞬間基類多喝就緒連接，因爲是邊緣觸發模式，epoll只會通知一次，accept只處理第一個連接，致使TCP就緒隊列中剩下的連接都得不處處理

　　解決方法：用while循環包住accept，處理完TCP就緒隊列中的全部連接後再退出循環，如何知道是否處理完就緒隊列中的全部連接呢？accept返回-1而且errno設置爲EAGAIN就表示全部的連接都處理完。