I/O 多路复用

I/O多路复用是一种高效的I/O操作技术，允许单个线程同时监控多个文件描述符（如套接字），并在其中任何一个文件描述符就绪时进行读写操作。这种技术广泛应用于高并发网络服务器中，如Redis、Nginx等。

I/O多路复用的工作原理

1. 监控多个文件描述符：

        使用系统调用（如select、poll、epoll）监控多个文件描述符的状态（可读、可写、异常等）。

2. 事件驱动：

        当某个文件描述符就绪时，系统调用返回，应用程序可以对该文件描述符进行读写操作。

3. 非阻塞 I/O：

        I/O多路复用通常与非阻塞I/O结合使用，避免线程在等待I/O操作时阻塞，提高并发处理能力。

常见的 I/O 多路复用技术

1.select：最早的I/O多路复用技术，支持监控多个文件描述符，但有文件描述符数量限制（通常为1024），且效率较低。

2. poll：改进了select的文件描述符数量限制，但仍然需要遍历所有文件描述符，效率不高。

3. epoll：Linux特有的高效I/O多路复用技术，支持大量文件描述符，且只在文件描述符状态变化时通知应用程序，效率极高。

4. kqueue：FreeBSD和macOS特有的高效I/O多路复用技术，功能类似于epoll。

I/O 多路复用的优点

1. 高并发：单个线程可以同时处理多个I/O操作，提高系统的并发处理能力。

2. 高效：避免了多线程的上下文切换和竞争条件，减少了系统开销。

3. 可扩展性：适用于高并发、大规模连接的网络服务器。

I/O 多路复用的应用场景

1. 网络服务器：如Redis、Nginx、Node.js等高性能网络服务器，广泛使用I/O多路复用技术。

2. 实时通信：如聊天服务器、在线游戏服务器等需要高并发处理的实时通信系统。

3. 文件 I/O：如高性能文件服务器、数据库系统等需要高效文件I/O操作的应用。