用大白话来说一下BIO\NIO与I\O复用技术

BIO大家都不陌生，不熟悉的同学只需要了解，BIO处理socket时一个socket对应着一个线程来处理，而且BIO的线程处理socket时是阻塞的，之前的博客中也说到，阻塞意味着在socket里没数据进来的时候会线程会挂起来。

BIO用这种方式去处理socket，是因为在操作多个socket的时候，要一直保持有线程在做处理，才能知道当前的socket有没有数据进来，而没有数据线程没办法只能挂起来，而不能去做别的事情。这严重的导致了资源的浪费。

NIO的出现，是的操作IO的时候，操作系统可以通知线程，当前的socket有没有数据到来，在NIO模式下调用read方法时，若发现没有数据到来，会直接返回-1，被设置状态为未获取，再用while循环不断的去尝试获取数据（这里明显看出是同步非阻塞的）。

NIO的操作很明显比BIO要好的多，BIO挂起线程将会导致线程不断的挂起唤醒，内核态与用户态之间不断的切换，同时也会造成线程资源的浪费。

而NIO本身也有很大的缺点：NIO虽然不会挂起线程，但是会不断的轮询，尝试获取数据，导致CPU资源的浪费。而且这里NIO尝试获取数据，没有数据到来返回-1的过程，是对socket文件描述符的不断尝试得到的，也就意味着要不停的读取文件描述符，造成大量上下文的切换。这个时候I/O多路复用出现了。

I/O多路复用是一种操作系统的机制，意思是说程序会注册一组socket的文件描述符给操作系统，让操作系统去监听这些文件描述符是否有数据到了，有数据到就通知程序做处理。

这里可以看出来，NIO与IO复用其实是分开来的，NIO保证了一旦有数据，程序总是可以立刻做处理，不用挂起；IO复用保证了一旦有数据进入内核态，操作系统可以立刻监听到是哪个socket的数据到了，并通知线程做处理。所以一个是程序层面的，一个是系统层面的，两者配合使用使得到内核态的数据处理的快，切不耗费太多的系统资源。

NIO这里用的是轮询的方式做的非阻塞，系统的IO复用是如何实现的呢？

I/O复用有三种方式：select，poll，epoll：

select：select函数需要接收三个文件描述符数组，分别用于监听读，写，异常。调用select后，程序会Block住，直到一个事件发生了，或者等到最大1秒钟(tv定义了这个时间长度）就返回。然后依次遍历所有注册的socket，等待有事件到来。

缺点：select用于监听的数组，最大长度不得超过1024，这对高并发来说，是不可接受的；为了使用select要构造三个数组在内存中，每次调用select都要把这三个数组复制到内核态由操作系统使用；每次都要遍历所有的文件描述符，性能很差。

poll：poll相对于select有一定的优化，poll中文件描述符数组的大小不再有限制了，用链表数据结构存储文件描述符，而且文件描述符不再有三个，而是用一个pollfd数组；但每次同样要轮询所有的数组中fd才能返回。

epoll：在select和poll中，每次都需要把文件描述符从用户态复制到内核态去遍历，而epoll不同，epoll是先在内核建立一个由文件描述符指向的表，每次要监听的文件描述符有事件发生，就在表里标记一下（有状态的），调用epoll_wait时也只是将表里已经标记的文件描述符返回即可。可以看出，epoll代价相比较每次都对所有文件描述符做一次遍历的poll，select来说要好的多。

epoll分为水平触发与边沿触发：水平触发指的是，每次只要表里有状态为有数据的文件描述符，这些有数据的fd总是会在epoll_wait时被返回；边沿触发关系的是事件，边沿触发需要事件驱动，当文件描述符有新的事件产生，就返回。

水平触发相当于跑的比较快的poll，但边沿触发不同，边沿触发把处理数据的控制权交给了开发者，开发者可以设置一些事件，比如http请求，开发者可以在读完header的时候停下来，然后作出判断是否要做下一步处理。编程难度更大。