网络io职责

检测io

io函数本身可以检测io的状态（通过errno），但是只能检测一个fd对应的状态，io多路复用（select）可以同时检测多个io的状态；
这两者的区别是：io函数可以检测具体状态(errno)，但io多路复用只能检测出可读，可写，错误，断开等(fd_set)笼统的事件；select返回的错误fd_set可以通过getsockopt()了解具体错误是什么。

操作io

只能使用io函数来进行操作，操作方式分为阻塞io与非阻塞io
阻塞io：如调用read()，就一直在等read()返回，返回后才会执行接下来的代码
非阻塞io：调用read()，不等返回，直接继续执行

阻塞io和非阻塞io

1、阻塞在网络线程（如read()和write()）
2、阻塞与非阻塞由连接的fd阻塞属性决定
3、具体差异：io函数在数据未到达时是否立刻返回
设置阻塞或非阻塞

// 默认情况下，fd是阻塞的, 设置非阻塞的方法如下：
int flag = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
fcntl(fd, F_SETFL, flag | O_NONBLOCK)

阻塞io模型

非阻塞io模型

io多路复用

io多路复用只负责检测io，不负责操作io
epoll_wait(epfd, evs, sz, timeout);
若timeout = -1;则数据准备阶段永久阻塞
若timeout = 0;则数据准备阶段非阻塞
若timeout = n;(n>0) 则数据准备阶段阻塞timeout时间

epoll结构以及接口

struct eventpoll { // ... struct rb_root rbr;        // 管理 epoll 监听的事件 struct list_head rdllist;     // 保存着 epoll_wait 返回满⾜条件的事件 // ...
};
struct epitem { // ... struct rb_node rbn;      // 红黑树节点 struct list_head rdllist;  // 双向链表节点 struct epoll_filefd ffd;  // 事件句柄信息 struct eventpoll *ep;     // 指向所属的eventpoll对象 struct epoll_event event;   // 注册的事件类型 // ...
};
struct epoll_event { __uint32_t events; // epollin epollout epollel(边缘触发) epoll_data_t data; // 保存 关联数据（）
};
typedef union epoll_data { void *ptr; int fd; uint32_t u32; uint64_t u64;
}epoll_data_t;
int epoll_create(int size);
/** op: EPOLL_CTL_ADD EPOLL_CTL_MOD EPOLL_CTL_DEL event.events: EPOLLIN         注册读事件 EPOLLOUT      注册写事件 EPOLLET       注册边缘触发模式，默认是水平触发
*/
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event* event);
/** events[i].events: EPOLLIN       触发读事件 EPOLLOUT      触发写事件 EPOLLERR      连接发生错误 EPOLLRDHUP       连接读端关闭 EPOLLHUP         连接双端关闭
*/
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout);

epoll原理图：

epoll顺序：
1、调用epoll_create会创建一个epoll对象；
2、调用epoll_ctl添加到epoll中的事件都会与网卡驱动程序建立回调关系；
3、相关事件触发时会调用回调函数（epoll_callback），将触发的事件拷贝到rdlist双向链表中；（前面提到的数据准备阶段就是这个阶段）
4、调用epoll_wait将会把rdlist中就绪事件拷贝到用户态中；

reacotr应用

组成：

io多路复用+非阻塞io
reacotr就是将io的处理转化为对事件的处理

单reactor

reactor的流程：
1、读数据 int n = read(fd, buf,sz);
2、数据解密 cmd, args = decode(buf, sz);
3、逻辑操作 out = logic(cmd, args);
4、数据加密 out = encode(out);
5、发送数据 int n = write(fd, out, sz);
单reactor进行多线程优化：
方法1：将1,2,4,5的处理放到多线程中（若1245为重io操作则可以优化），3的处理放到主线程中
方法2：将1放在主线程处理，2345放在多线程中处理
典型的单reactor：redis（水平触发）

多reactor （one eventloop per thread）

多个epfd即为多reactor（多调用几次epoll_create()）

如果资源交互比较少或者临界资源少的话，单reactor比多reactor好用，否则多reactor好。
典型的多线程reactor：memcached（水平触发）

一个master进程fork出多个worker进程，连接的建立是由worker来建立的，worker们监听同一个端口，共享内存中有一把锁，worker进程获取锁，谁拿到锁就由谁来连接和管理这个客户端
典型的多进程reactor：nginx（边沿触发，因为nginx的使用场景不需要处理数据，而是做反向代理，即一收到数据就可以转发，而redis和memcached需要处理数据，所以要接受完所有数据）

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