一：select(能監控數量有限，不能告訴用戶程序具體那個連接有數據)

select目前幾乎所有的平臺都支持，其良好的跨平臺支持也是一個優點
select的缺點在于單個進程能夠監控的文件描述的數量存在最大限制（在liunx上一般是1024）
select監控socket連接是不能準確告訴用戶是哪個

二：poll(和select一樣，僅僅去除了最大監控數量)

poll和select在本質上沒有太大差別，但是poll沒有最大文件描述限制

三：epoll(不僅沒有最大監控數量限制，還能告訴用戶哪個連接有活躍)

epoll沒有最大文件描述數量限制，還可以直接告訴用戶程序是哪一個

四. epoll能實現高并發原理

epoll() 中內核則維護一個鏈表，epoll_wait 直接檢查鏈表是不是空就知道是否有文件描述符準備好了。

在內核實現中 epoll 是根據每個 sockfd 上面的與設備驅動程序建立起來的回調函數實現的。

某個 sockfd 上的事件發生時，與它對應的回調函數就會被調用，把這個 sockfd 加入鏈表。

epoll上面鏈表中獲取文件描述，這里使用內存映射（mmap）技術， 避免了復制大量文件描述符帶來的開銷
內存映射（mmap）：內存映射文件，是由一個文件到一塊內存的映射，將不必再對文件執行I/O操作

五.epoll和select，poll還有一個本質的區別的就是:

select 和 poll 只有在下次在循環回來，再去操作系統獲取文件描述符
epoll 會直接告訴程序，我們這里已經就緒了，你可以接受數據了，等下一次協程去調用 epoll_wait 的時候就可以直接拿到就緒的文件描述符

IO操作

服務器端編程經常需要構造高性能的IO模型，常見的IO模型有四種：

• （1）同步阻塞IO（Blocking IO）：即傳統的IO模型
• （2）同步非阻塞IO（Non-blocking IO）：默認創建的socket都是阻塞的，非阻塞IO要求socket被設置為NONBLOCK。注意這里所說的NIO并非Java的NIO（New IO）庫
• （3）IO多路復用（IO Multiplexing）：即經典的Reactor設計模式，有時也稱為異步阻塞IO，Java中的Selector和Linux中的epoll都是這種模型
• （4）異步IO（Asynchronous IO）：即經典的Proactor設計模式，也稱為異步非阻塞IO

同步和異步的概念描述的是用戶線程與內核的交互方式：

同步是指用戶線程發起IO請求后需要等待或者輪詢內核IO操作完成后才能繼續執行

異步是指用戶線程發起IO請求后仍繼續執行，當內核IO操作完成后會通知用戶線程，或者調用用戶線程注冊的回調函數。

阻塞和非阻塞的概念描述的是用戶線程調用內核IO操作的方式：

阻塞是指IO操作需要徹底完成后才返回到用戶空間

非阻塞是指IO操作被調用后立即返回給用戶一個狀態值，無需等到IO操作徹底完成

I/O的實質是什么？

I/O的實質是將硬盤中的數據，或收到的數據實現從內核態 copy到 用戶態的過程

用戶態 & 內核態
系統空間分為兩個部分，一部分是內核態，一部分是用戶態的部分
內核態：內核態的空間資源只有操作系統能夠訪問
用戶態：我們寫的普通程序使用的空間

IO多路復用

IO多路復用：

• I/O是指網絡I/O
• 多路指多個TCP連接(即socket或者channel）
• 復用指復用一個或幾個線程
• 意思說一個或一組線程處理多個TCP連接
• 最大優勢是減少系統開銷，不必創建過多的進程/線程，也不必維護這些進程/線程

IO多路復用使用兩個系統調用(select/poll/epoll和recvfrom)

• blocking IO只調用了recvfrom
• select/poll/epoll 核心是可以同時處理多個connection(連接)
• 多路復用模型中，每一個socket，設置為non-blocking,阻塞是被select這個函數block，而不是被socket阻塞的

六.猴子補丁

即在運行時對方法 / 類 / 屬性 / 功能進行修改，把新的代碼作為解決方案代替原有的程序，也就是為其打上補丁。

在使用gevent模塊的使用會遇到猴子補丁import gevent.monkeygevent.monkey.patch_all()

注解：使用猴子補丁的方式，gevent能夠修改標準庫里面大部分的阻塞式系統調用，包括socket、ssl、threading和 select等模塊，而變為協作式運行。也就是通過猴子補丁的monkey.patch_xxx()來將python標準庫中模塊或函數改成gevent中的響應的具有協程的協作式對象。這樣在不改變原有代碼的情況下，將應用的阻塞式方法，變成協程式的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的select poll epoll IO操作多路复用及猴子补丁的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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