I/O复用

        I/O复用使得程序能够同时监听多个文件描述符，这对提高程序的性能至关重要。

举个例子：

        就好比你天天玩手机，你妈为了监控你，在你房间安装了一个监控，这个监控可以实时监控你的一举一动，并上传到你妈手机上，并提醒你妈，你在玩手机，快去揍他。你看着可不可怕，一看见你玩手机就揍你，没天理。

        I/O复用就是这样 你妈把想监控的事件告诉监控，监控负责监控并通知你妈去 揍你（揍你就是对就绪事件做出的处理）。虽然这个例子不太好，但很形象。

系统函数调用

select系统调用

       #include <sys/select.h>int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

参数： 

•  nfds：参数类型为int，指被监听的所有文件描述符总数 。它通常被设置为select监听的所有文件描述符中的最大值+1，因为文件描述符是从0开始计数的。
• readfds,writefds,exceptfds：分别指向 可读，可写和异常等事件对应的文件描述符集合。通过这三个参数传入自己想要监控的文件描述符。select调用返回后，内核将修改他们来通知应用程序那些文件描述符已经就绪。
• timeout ：timeout用来设置select函数的超时调用时间。

返回值：

成功返回就绪（可读可写异常）文件描述符总数，在规定时间内没有就绪，就返回0：调用失败返回-1并设置errno；如果在等待时间内接收到信号，则立即返回-1，并设置errno为EINTR。 

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fd_set结构体类型 

        fd_set结构体仅包含一个整型数组，该数组中的每一个元素的每一个比特位标记一个文件描述符。里面通过一个宏（FD_SETSIZE），来限制select能同时处理文件的总量。

timeout结构体类型

         采用timeval结构体指针，是因为内核将修改它以告诉应用程序select等待了多久，但是select调用失败后，返回的这个值是不确定的。

下面就是select系统调用的简单使用

       #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/select.h>int main(void){fd_set rfds;struct timeval tv;int retval;//下面是监控输入文件描述符 fd = 0/* Watch stdin (fd 0) to see when it has input. */FD_ZERO(&rfds);//将rfds类型的变量的所有比特位置为0FD_SET(0, &rfds);//设置rfds上面的比特位/* Wait up to five seconds. *///设置超时时间tv.tv_sec = 5;tv.tv_usec = 0;retval = select(1, &rfds, NULL, NULL, &tv);//监控的文件描述符是0 填入是就是1/* Don't rely on the value of tv now! */if (retval == -1)perror("select()");else if (retval)//成功返回就绪文件描述符的总数printf("Data is available now.\n");/* FD_ISSET(0, &rfds) will be true. */elseprintf("No data within five seconds.\n");exit(EXIT_SUCCESS);}

上面代码是监控输入文件描述符，在五秒时间内，如果没有输入，就会返回0：有数据就会返回1，因为只监控了一个文件描述符，所以返回1。 

         你也可以进行循环监控。

poll系统调用

       #include <poll.h>int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

参数：

fds：fds参数就是一个pollfd结构体类型数组，后面会讲。

nfds：指定被监听事件集合大小（typedef unsigned long int nfds_t）就是长整型。

timeout：参数类型为int，单位为毫秒，指定poll的超时时间。当为-1时，poll将永远阻塞（相当于卡住了，没就绪就不返回），直到发生某个事件；当为0时，poll将立即返回（非阻塞（大白话：就是管你就不就绪，立刻返回））

返回值：

成功返回就绪（可读可写异常）文件描述符总数，在规定时间内没有就绪，就返回0：调用失败返回-1并设置errno；如果在等待时间内接收到信号，则立即返回-1，并设置errno为EINTR。

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struct pollfd 结构体

• fd:你要监听的文件描述符。
• events:告诉poll你要监听fd上的那些事件。
• revent：由内核修改，通知应用程序fd上实际发生了那些事件。 

poll事件监控类型

poll简单示例代码 

       #include <poll.h>#include <fcntl.h>#include <sys/types.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#define errExit(msg)    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \} while (0)int main(int argc, char *argv[]){int nfds, num_open_fds;struct pollfd *pfds;if (argc < 2) {fprintf(stderr, "Usage: %s file...\n", argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);}num_open_fds = nfds = argc - 1;pfds = (struct pollfd*)malloc(nfds*sizeof(struct pollfd));if (pfds == NULL)errExit("malloc");/* Open each file on command line, and add it 'pfds' array */for (int j = 0; j < nfds; j++) {pfds[j].fd = open(argv[j + 1], O_RDONLY);if (pfds[j].fd == -1){printf("111");errExit("open");}printf("Opened \"%s\" on fd %d\n", argv[j + 1], pfds[j].fd);pfds[j].events = POLLIN;//注册可读事件}/* Keep calling poll() as long as at least one file descriptor isopen */while (num_open_fds > 0) {int ready;printf("About to poll()\n");ready = poll(pfds, nfds, -1);//ready = poll(pfds, nfds, -1);if (ready == -1)errExit("poll");printf("Ready: %d\n", ready);/* Deal with array returned by poll() */for (int j = 0; j < nfds; j++) {char buf[10];if (pfds[j].revents != 0) {printf("  fd=%d; events: %s%s%s\n", pfds[j].fd,(pfds[j].revents & POLLIN)  ? "POLLIN "  : "",(pfds[j].revents & POLLHUP) ? "POLLHUP " : "",(pfds[j].revents & POLLERR) ? "POLLERR " : "");if (pfds[j].revents & POLLIN) {ssize_t s = read(pfds[j].fd, buf, sizeof(buf));if (s == -1)errExit("read");printf("    read %zd bytes: %.*s\n",s, (int) s, buf);} else {                /* POLLERR | POLLHUP */printf("    closing fd %d\n", pfds[j].fd);if (close(pfds[j].fd) == -1)errExit("close");num_open_fds--;}}}}printf("All file descriptors closed; bye\n");exit(EXIT_SUCCESS);}

        上述代码，我给的是一个文件test1，由于代码里面时死循环，并且文件一直都是可读的，所以就一直循环，最后ctrl+c进行终止。，但是你给个目录就只打印一次。

epoll系统调用

         epoll是Linux特有的I/O复用函数。它在实现上和使用上与select,poll有很大的差异，首先，epoll使用一组函数来完成任务，而不是单个的。

        epoll把用户关心的事件放到内核事件表中，而无需像select和poll那样每次调用都需要重复传入文件描述符或事件集。但epoll需要额外的文件描述符来标识唯一的内核事件表。

epoll_create

       #include <sys/epoll.h>int epoll_create(int size);

参数：

size：现在不起作用，提醒内核开多大空间，

返回值：

        该函数返回的文件描述符将用作其他所有epoll系统调用的一个参数。

epoll_ ctl

       #include <sys/epoll.h>int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

参数：

• epfd：这个参数就是标识的内核事件表，epoll_create的返回值。
• op：指定操作类型
•         EPOLL_CTL_ADD：添加fd上注册的事件
•         EPOLL_CTL_MOD：修改fd上注册的事件
•         EPOLL_CTL_DEL：删除fd上注册的事件
• fd：要操作的文件描述符
• event：指定事件，他是epoll_event结构体指针类型。

struct epoll_event
{__uint_tevents；//epoll事件epoll_data_t data;//用户数据
}typedef struct union epoll_data
{void*ptr;int fd;uint32 u32;uint64 u64;
}epoll_data_t;

epoll支持的事件类型和poll事件类型基本相同，只需在poll事件类型的宏前面加"E".

epoll两个额外的事件类型EPOLLET和EPOLLONESHOT，他们对于epoll的高效运作非常重要。

后面在介绍。 

返回值： 成返回0，失败返回-1并设置errno.

 epoll_wait

        epoll系列函数主要调用接口，它在一段超时时间内等待一组文件描述符。 

       #include <sys/epoll.h>int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,int maxevents, int timeout);

参数：

• epfd：就是epoll_create函数的返回值。
• timeout：与poll函数的timeout含义相同，单位毫秒。
• maxevents：最多监听多少个事件，他必须大于0。
• events：epoll_wait函数如果检测到事件，就将所有就绪的事件从内核时间表中复制到events指向的数组中。

返回值：

        成功返回就绪的文件描述符的个数，失败返回-1并设置errno。 

 epoll简单的示例代码