NIO核心依赖多路复用小记

NIO允许一个线程同时处理多个连接，而不会因为一个连接的阻塞而导致其他连接被阻塞。核心是依赖操作系统的多路复用机制。

操作系统的多路复用机制

多路复用是一种操作系统的 I/O 处理机制，允许单个进程（或线程）同时监视多个输入或输出流的就绪状态。这样，一个进程就能够通过一个系统调用来等待多个事件，而不是为每个事件创建一个独立的进程或线程。

多路复用常见机制

1. select： select 是一个系统调用，通过它可以同时监视多个文件描述符（通常是套接字）。当其中任何一个文件描述符准备好进行读取或写入时，select 就会返回，并告诉程序哪些文件描述符处于就绪状态。

2. poll： poll 也是一个系统调用，它和 select 类似，但是对文件描述符的管理更加灵活，而且没有文件描述符数目的限制。

3. epoll： epoll 是 Linux 中引入的一种多路复用机制，相对于 select 和 poll 具有更好的性能。epoll 使用事件通知的方式，只关心那些发生了变化的文件描述符，减少了遍历全部文件描述符的开销。

网络请求的流程

当客户端请求到达服务器时，整个流程可以分为以下几个步骤，涉及用户态和内核态的协同工作：

1. 服务器启动： 服务器程序在用户态中启动，并创建一个监听 socket。这个监听 socket 负责接收客户端的连接请求。

2. 监听连接： 服务器使用 select 或其他多路复用的系统调用，将监听 socket 添加到文件描述符集合中，然后阻塞等待事件发生。这时用户程序告诉内核要监听哪些文件描述符，而这些文件描述符通常是由 accept 等系统调用返回的新连接。

3. 客户端连接： 当有客户端发起连接请求时，内核接收到连接请求，然后将新的连接 socket（客户端连接的文件描述符）添加到文件描述符集合中。此时内核通知用户程序，有文件描述符就绪。

4. 处理连接： 用户程序从 select 返回后，检查文件描述符集合，确定哪些连接处于就绪状态。然后，用户程序可以通过 accept 接受新的连接，获得新的文件描述符，并处理与客户端的通信。

下面是一个简化的伪代码示例：

// 服务器启动
int listen_fd = create_and_bind_socket(port);
listen(listen_fd, SOMAXCONN);

// 设置监听 socket 到文件描述符集合
fd_set master_fds;
FD_ZERO(&master_fds);
FD_SET(listen_fd, &master_fds);
int max_fd = listen_fd;

while (