IO的本质是基于操作系统接口来控制底层的硬件之间数据传输，并且在操作系统中实现了多种不同的IO方式（模型），比较常见的有下列三种
阻塞型IO模型
非阻塞型IO模型
多路复用IO模型
一、阻塞与非阻塞IO
一般默认的 IO 操作都是阻塞型 IO，在IO操作时等待输入会阻塞进程（进入睡眠状态）资源就绪后苏醒。
阻塞IO模型如下图：
非阻塞IO：当进程发出IO请求后，进行轮询就检查操作，无论资源是否就绪都返回，直到资源就绪才处理资源，其模型如下图：
实现非阻塞型IO，需要设置 O_NONBLOCK 标志，两种方式:
1.调用 fcntl 函数来进行设置
2.通过open函数来进行设置，一般在打开文件时就需要设置
多路复用IO（select,poll,epoll）
简介：本质上就是通过复用一个进程来处理多个IO请求
基本思想：由内核来监控多个文件描述符是否可以进行I/O操作，如果有就绪的文件描述符，将结果告知给用户进程，则用户进程再进行相应的I/O操作
目前在Linux系统有三种多路复用I/O的方案：
select、poll、epoll
Select
设计思想：通过单进程创建一个文件描述符集合，将需要监控的文件描述符添加到这个集合中，由内核负责监控文件描述符是否可以进行读写，一旦可以读写，则通知相应的进程进行相应的I/O操作
原型：
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds,
struct timeval *timeout);
功能
监控一组文件描述符，阻塞当前进程，由内核检测相应的文件描述符是否就绪,一旦有文件描述符就绪，将就绪的文件描述符拷贝给进程，唤醒进程处理
参数
nfds:最大文件描述符加1
readfds:读文件描述符集合的指针
writefds:写文件描述符集合的指针
exceptfds:其他文件描述符集合的指针
timeout:超时时间结构体变量的指针
函数返回值
成功:返回已经就绪的文件描述符的个数。如果设置timeout，超时就会返回0
失败:-1，并设置errno
操作文件描述符集合函数：
void FD_CLR(int fd,fd_set *set)
将fd从文件描述符集合中删除
int FD_ISSET(int fd,fd_set *set)
判断fd是否在文件描述符集合中
void FD_SET(int fd,fd_set *set)
将文件描述符添加到文件描述符集合中
void FD_ZERO(fd_set *set)
将文件描述符集合清空
参数描述:
fd:文件描述符
set:文件描述符集合的指针
超出时间说明：
如果timeout之后，文件描述符集合中没有任何就绪的文件描述符，select函数就会返回0
超时之后，timeout会被select函数修改，表示超时时间已经使用完。
如果想继续使用超时时间，需要备份之前的struct timeval
超时之后，表示没有就绪的文件描述符，此时文件描述符集合被赋值为空。因此，需要将之前的文件描述符集合进行备份。
Poll
多路复用poll的方式与select多路复用原理类似，但有很多地方不同。
区别：
1.在应用层是以结构体struct pollfd数组的形式来进行管理文件描述符，在内核中基于链表对数组进行扩展；select方式以集合的形式管理文件描述符且最大支持1024个文件描述符
2.poll将请求与就绪事件通过结构体进行分开；select将请求与就绪文件描述符存储在同一个集合中，导致每次都需要进行重新赋值才能进行下一次的监控
共同点：在内核中仍然使用的是轮询的方式，与 select 相同，当文件描述符越来越多时,则会影响效率
使用：
原型：int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
参数：
fds:sturct pollfd结构体指针
nfds:fds结构体的数量
timeout:超时时间,单位为ms
返回值：
成功:大于0，返回就绪的文件描述符数量；=0，超时返回，没有文件描述符就绪
失败:-1,并设置errno
Epoll
select/poll的不足:
1.select 方案使用数组存储文件描述符，最大支持1024个
2.select 每次调用都需要将文件描述符集合拷贝到内核中，非常消耗资源
3.poll 方案解决文件描述符存储数量限制问题，但其他问题没有得到解决
4.select / poll 底层使用轮询的方式检测文件描述符是否就绪，文件描述符越多，则效率越低
epoll优点：
1.epoll底层使用红黑树，没有文件描述符数量的限制，并且可以动态增加与删除节点，不用重复拷贝
2.epoll底层使用callback机制，没有采用遍历所有描述符的方式，效率较高
使用epoll_create函数创建：
原型：int epoll_create(int size);
参数：size:需要填一个大于0的数，从Linux 2.6.8开始，size参数被忽略
返回值：成功返回epoll文件描述符，失败返回-1,并设置errno
示例代码：创建一个epoll 实例
epoll控制函数：
主要用于文件描述符集合的管理，包括增加、修改、删除等操作。
原型：int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
参数：
epfd:epoll 实例
op:epoll 操作命令字
EPOLL_CTL_ADD:在epoll实例中添加新的文件描述符(相当于向红黑树中添加节点),并将事件与fd关联
EPOLL_CTL_MOD:更改与目标文件描述符fd相关联的事件
EPOLL_CTL_DEL:从epoll实例中删除目标文件描述符fd ,事件参数被忽略
fd:操作的文件描述符
event:struct epoll_event结构体对象指针
epoll 等待函数
epoll 等待事件发生(关联的文件描述符就绪)
原型：
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int
timeout);
参数：
epfd:epoll实例对象
events:存储就绪集合的数组的地址
maxevents:就绪集合的最大值
timeout:超时时间
返回值：
成功:返回就绪的文件描述符数量，超时返回0
失败:返回-1,并设置errno
