1. 定义：单线程或单进程同时监测若干个文件描述符是否可以执行IO操作的能力
    
   2. 作用：应用程序通常需要处理来自多条事件流中的事件，比如我现在用的电脑，需要同时处理键盘鼠标的输入、中断信号等等事件，再比如web服务器如nginx，需要同时处理来来自N个客户端的事件。
    
    逻辑控制流在时间上的重叠叫做 并发
    
    而CPU单核在同一时刻只能做一件事情，一种解决办法是对CPU进行时分复用(多个事件流将CPU切割成多个时间片，不同事件流的时间片交替进行)。在计算机系统中，我们用线程或者进程来表示一条执行流，通过不同的线程或进程在操作系统内部的调度，来做到对CPU处理的时分复用。这样多个事件流就可以并发进行，不需要一个等待另一个太久，在用户看起来他们似乎就是并行在做一样。
    
    2. 使用并发处理的成本：
    线程/进程创建成本
    CPU切换不同线程/进程成本 Context Switch
    多线程的资源竞争
    
    有没有一种可以在单线程/进程中处理多个事件流的方法呢？一种答案就是 IO多路复用。

    因此IO多路复用解决的本质问题是在用更少的资源完成更多的事(read\write)。

IO模型
    1、阻塞IO  
    2、非阻塞IO    EAGAIN  忙等待 errno（提高效率）
    3、信号驱动IO  SIGIO 用的相对少（了解）
    4、并行模型    进程，线程
    5、IO多路复用  select、poll、epoll（效率相对高些） 

一、阻塞io

二、非阻塞io

 非阻塞IO ===》在阻塞IO的基础上 调整其为 不再阻塞等待。
 在程序执行阶段调整文件的执行方式为非阻塞：
        fcntl() ===>动态调整文件的阻塞属性

    #include
    #include
    int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );
    功能：修改指定文件的属性信息。
    参数：fd    要调整的文件描述符
              cmd 要调整的文件属性宏名称
               ...   可变长的属性值参数
    返回值：成功  不一定，看cmd
                  失败  -1；

    eg：修改文件的非阻塞属性：
        int flag ;
        flag  = fcntl(fd,F_GETFL,0);  ///获取fd文件的默认属性到flag变量中。
        flag  = flag | O_NONBLOCK;  ///将变量的值调整并添加非阻塞属性
        fcntl(fd,F_SETFL,flag);   ///将新属性flag设置到fd对应的文件生效。

        以上代码执行后的阻塞IO将变成非阻塞方式。

 fifo_w.c

#include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  int main(int argc, char *argv[]) {     int ret = mkfifo("myfifo",0666);         if(-1 == ret)     {         //如果是管道文件已存在错误，让程序继续运行         if(EEXIST== errno)         {          }else          {             perror("mkfifo");             exit(1);         }     }     //open 会阻塞，等到另一端读段打开，解除阻塞     int fd = open("myfifo",O_WRONLY);     if(-1 == fd)     {         perror("open");         exit(1);     }     while(1)     {         char buf[256]="hello,fifo,test";         write(fd,buf,strlen(buf));         sleep(3);     }     close(fd);      return 0; }

fifo_r.c

#include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include   int main(int argc, char *argv[]) {     int ret = mkfifo("myfifo",0666);         if(-1 == ret)     {         //如果是管道文件已存在错误，让程序继续运行         if(EEXIST== errno)         {                  }else          {             perror("mkfifo");             exit(1);         }     }      int fd = open("myfifo",O_RDONLY);     if(-1 == fd)     {         perror("open");         exit(1);     }     int flag = fcntl(fd,F_GETFL);     flag = flag|O_NONBLOCK  ;      fcntl(fd,F_SETFL,flag);      flag = fcntl(0,F_GETFL);     fcntl(0,F_SETFL,flag|O_NONBLOCK);     while(1)     {         char buf[256]={0};         if(read(fd,buf,sizeof(buf))>0)         {             printf("fifo %s\n",buf);         }         bzero(buf,sizeof(buf));         if(fgets(buf,sizeof(buf),stdin))         {             printf("terminal:%s\n",buf);         }     }     close(fd);     //remove("myfifo");      return 0; }

三、信号驱动io

文件描述符需要追加 O_ASYNC 标志。
设备有io事件可以执行时，内核发送SIGIO信号。

 1）追加标志
        int flag ;
        flag  = fcntl(fd,F_GETFL,0);
        fcntl(fd,F_SETFL,flag | O_ASYNC);    
 2）设置信号接收者
        fcntl(fd,F_SETOWN,getpid());//常用设置
3）对信号进行捕获
        signal(SIGIO,myhandle);

fifo_w.c

#include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  int main(int argc, char *argv[]) {     int ret = mkfifo("myfifo",0666);         if(-1 == ret)     {         //如果是管道文件已存在错误，让程序继续运行         if(EEXIST== errno)         {          }else          {             perror("mkfifo");             exit(1);         }     }     //open 会阻塞，等到另一端读段打开，解除阻塞     int fd = open("myfifo",O_WRONLY);     if(-1 == fd)     {         perror("open");         exit(1);     }      while(1)     {         char buf[256]="hello,fifo,test";         write(fd,buf,strlen(buf));         sleep(3);     }     close(fd);      return 0; }

 fifo_r.c

#include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  int fd; void handle(int num) {     char buf[256]={0};     read(fd,buf,sizeof(buf));     printf("fifo %s\n",buf);  } int main(int argc, char *argv[]) {     signal( SIGIO,handle);     int ret = mkfifo("myfifo",0666);         if(-1 == ret)     {         //如果是管道文件已存在错误，让程序继续运行         if(EEXIST== errno)         {                  }else          {             perror("mkfifo");             exit(1);         }     }      fd = open("myfifo",O_RDONLY);     if(-1 == fd)     {         perror("open");         exit(1);     }     int flag = fcntl(fd,F_GETFL);     fcntl(fd,F_SETFL ,flag|O_ASYNC);      fcntl(fd,F_SETOWN, getpid() );     while(1)     {         char buf[256]={0};         fgets(buf,sizeof(buf),stdin);         printf("terminal:%s\n",buf);     }     close(fd);     //remove("myfifo");      return 0; }

四、并行

五、io多路复用

1.阻塞版

select循环服务器 ===> 用select函数来动态检测 有数据流动的文件描述符
    #include
    #include
    #include
    #include

    int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
                fd_set *exceptfds,struct timeval *timeout);
    功能：完成指定描述符集合中有效描述符的动态检测。
              该函数具有阻塞等待功能，在函数执行完毕后，目标测试集合中将只保留最后有数据的描述符。

    参数：nfds 描述符的上限值，一般是链接后描述符的最大值+1；
               readfds 只读描述符集
              writefds 只写描述符集
              exceptfds 异常描述符集
      以上三个参数都是 fd_set * 的描述符集合类型
             timeout  检测超时 如果是NULL表示一直检测不超时 。

    返回值：超时  0
                  失败 -1
                  成功 >0

        为了配合select函数执行，有如下宏函数：
        void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
        功能：将指定的set集合中编号为fd的描述符号删除。

        int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
        功能：判断值为fd的描述符是否在set集合中，如果在则返回真，否则返回假。

        void FD_SET(int fd, fd_set *set);
        功能：将指定的fd描述符，添加到set集合中。

        void FD_ZERO(fd_set *set);
        功能：将指定的set集合中所有描述符删除。 

2.超时版

3.epoll