Selector

Selector：Channel 的多路复用器，

Unix 网络编程定义的 5 种 IO 模型：

• 阻塞 IO
• 非阻塞 IO
• IO 多路复用
• 信号驱动 IO
• 异步 IO

IO 多路复用：

select/poll/epoll

TCP 粘包

IO 模型：

阻塞 IO：

执行系统调用 recv，会阻塞线程直至有数据返回

非阻塞 IO：

执行系统调用 recv，会立刻返回，给出一个状态码

多路复用 IO：

一个 socket 在 unix 中是一个文件，int file descriptor 文件描述符 fd
可以往 fd 直接读取和写入

系统调用：
select-vs-poll-vs-epoll：https://devarea.com/linux-io-multiplexing-select-vs-poll-vs-epoll
https://blog.csdn.net/drdairen/article/details/53694550

select：

• 判断多个 fd 是否有事件产生

缺点：

• 无法知道是哪个 fd 产生的事件
• 使用 1024bit 的位图来保存 fd 的状态，必须循环 1024 来判断 fd 有事件
• 需要复制大量的句柄数据结构，从内核空间到用户空间
• 触发方式是水平触发，如果对一个 fd 没有完成 IO 操作，那么之后的 select 还是会设置这个 fd

poll：

• 使用链表保存 fd，所以没有 1024 的数量限制，但缺点依旧。应该是数组？
• 所有 Unix 系统都支持

epoll：

• 可以直接返回产生了事件的 fd，不需要再去循环位图
• 红黑树保存需要监控的事件，双链表保存返回满足条件的事件
• 只有 Linux 系统支持

中断：
CPU 被硬件中断，执行中断向量，中断向量在中断向量表中，中断向量是一小段程序
比如网卡有数据，会通过硬件触发 CPU 中断，CPU 响应中断，需要保存当前的上下文，来执行中断向量

问题：
CPU 空转：当没有事件发生时，selector.select() 有时候不会阻塞

C 语言写一个 SocketServer：

io.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAXLEN 4096
int main(int argc, char **argv)
{
    int listenfd, sock_fd;
    struct sockaddr_in servaddr;
    char buff[MAXLEN];
    int n;
    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        printf("create socket error: %s(errno: %d)/n", strerror(errno), errno);
        exit(0);
    }
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(8001);
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1)
    {
        printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);
        exit(0);
    }
    if (listen(listenfd, 10) == -1)
    {
        printf("listen socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);
        exit(0);
    }
    printf("waiting for client to connect\n");
    while (1)
    {
        // 接入客户端
        if ((sock_fd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)NULL, NULL)) == -1)
        {
            printf("accept socket error: %s(errno: %d)", strerror(errno), errno);
            continue;
        }
        // 接收消息
        n = recv(sock_fd, buff, MAXLEN, 0);
        buff[n] = '\0';
        printf("recv msg from client: %s\n", buff);
        close(sock_fd);
        break;
    }
    close(listenfd);
}

编译并运行：

gcc -o io io.c
./io