什么是I/O多路复用

I/O多路复用技术通过把多个I/O的阻塞复用到同一个select的阻塞上，从而使得系统在单线程的情况下可以同时处理多个客户端请求。

这就是它效率高的原因所在

除了可以采用多进程和多线程实现并发服务器之外，还可以采用I/O多路复用技术。通过该技术，系统内核缓冲I/O，当某个I/O准备好后，系统通知应用程序I/O刻度或可写，这样应用程序可以马上完成相应的I/O操作，而不需要等待西永完成相应I/O操作，从而应用程序不必因等待I/O操作而阻塞，浪费系统资源。
与多进程和多线程技术相比，I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小，系统不必创建进程、线程，也不必维护这些进程、线程，从而大大减小了系统的开销。

典型应用如下：

（1）当客户处理多个文件描述符时（一般是交互式输入和网络套接口），必须使用I/O复用。
（2）当一个客户机同时处理多个套接口时，而这种情况是可能的，但很少出现；
（3）如果一个服务器既要处理TCP，又要处理UDP，一般用I/O多路复用；
（4）如果一个TCP服务器既要处理监听套接口，又要处理已连接套接口，一般也要用到I/O复用；
（5）如果一个服务器要处理多个服务或多个协议，一般要使用I/O复用。

重点知识总结

目前支持I/O多路复用的系统调用有：select，pselect，poll，epoll，在linux网络编程过程中，很长一段时间都使用select做轮询和网络时间通知，然而select的一些固有缺陷导致了它的应用受到了很大的限制，最终Linux不得不在新的内核版本中寻找select的替代方案，最终选择了epoll。epoll与select的原理比较类似，为了克服select的缺点，epoll做了很多重大的改进，总结如下：

1、支持一个进程打开的socket描述符（FD)不受限制（仅受限于操作系统的最大文件句柄数）。

select最大的缺陷就是单个进程所打开的FD是有一定限制的，他由FD_SIZE设置，默认是1024.对于那些需要支持上万个TCP链接的大型服务器来说显然太少了。可以选择修改这个宏，然后重新编译内核，不过这回带来网络效率的下降。我们也可以通过选择多进程的方案（传统的Apache方案）解决这个问题，不过虽然在Linux上创建进程的代价比较小，但任然是不可忽略的。另外，进程间交换数据非常麻烦，对于Java由于没有共享内存，需要通过socket通信或者其他方式进行数据同步，这带来了额外的性能损耗，增加了程序复杂度，所以也不是一种完美的解决方案。值得庆幸的是，epoll并没有这个限制，他所支持的FD上线是系统的最大文件句柄数，这个数字远远大于1024.例如。在1G内存的机器上大学是10万句柄左右，具体的值可以通过cat/proc/sys/fs/filemax查看，通常情况下这个值和系统的内存关系比较大。

2、I/O效率不会随着FD数目的增加而线性下降。
传统的select/poll另一个致命的弱点就是当你拥有一个socket集合，由于网络延时或者链路空缺，任意时刻只有少部分的socket是活跃的，但是select/poll每次调用都会线性扫描全部集合，导致效率呈线性下降。epoll不存在这个问题，它只会对活跃的socket进行操作：这是因为内核实现中epoll是根据每个fd上面的callback函数实现的，那么，只有活跃的socket才会主动的去调用callback函数，其他的idle状态socket则不会。

3、使用mmap加速内核与用户空间的消息传递
无论是select，poll还是epoll都需要内核把FD消息通知给用户空间，如何避免不必要的内存复制就显得非常重要。epoll是通过内核和用户空间mmap使用同一块内存实现。

4、epoll的API更加简单
用来克服select/poll缺点的方法不只有epoll，epoll只是Linux的实现方案，在fireBSD下有kqueue,而dev/poll是最古老的Solaris方案，使用难度一次递增。但epoll更加简单。