爱站程序员基地IO模型
只关注IO，不关注IO读写完成后的事情。
同步：程序（APP）自己进行读/写操作
异步：由Kernel完成读/写，程序跑起来感觉像没有访问IO，访问的是buffer
阻塞：BLOCKING，一直等待着方法有效的返回结果
非阻塞：NONBLOCKING，调用方法的时候就返回是否读取到，（java中要么返回null，要么返回具体的对象）
所以IO模型有：
同步阻塞：程序（APP）自己读取，调用了方法后一直等待着有效的返回结果
同步非阻塞：程序（APP）自己读取，调用方法的瞬间就给出是否读取到的返回结果，这个时候程序要考虑下一次再去读取的问题（比如用while循环）
那么异步呢？异步的只有非阻塞的，（异步阻塞无意义）。其实异步的问题暂时不需要讨论，因为IO模型下，目前Linux没有通用内核的异步处理方案。
NIO和多路复用器
nio 需要全部遍历内核fd（比如处于listen状态的文件描述符），用户态内核态需要切换（一次切换就是一次系统调用）才能实现
多路复用器：多条路（指IO）只通过一个系统调用，获得所有IO（fd）的状态，然后由程序自己对有状态的IO进行R/W操作。只要是程序自己读写，就说明IO模型是同步的
多路复用一般有SELECT,POSIX,POLL,EPOLL,KQUEUE
NIO
多路复用
linux内核多路复用器select,poll,epoll
来看一下底层关于select的描述及api。这里借助于
man select指令。
man select
看到描述 select, pselect, FD_CLR, FD_ISSET, FD_SET, FD_ZERO –
synchronous I/O multiplexing—这里很明确的给出了select的功能含义：
同步I/O多路复用再来几个描述：
An fd_set is a fixed size buffer. Executing FD_CLR() or FD_SET() with a value of fd that is negative or is equal to or larger than FD_SETSIZE will result in
undefined behavior. Moreover, POSIX requires fd to be a valid file descriptor大致意思是：fd_set是固定大小的缓冲区。如果fd值为负或大于等于FD_SETSIZE，则执行FD_CLR（）或FD_SET（），这样会导致不确定的行为。而且，POSIX要求fd是有效的文件描述符。
这里提到了
FD_SETSIZE，这是一个固定的数值（1024,2048之类的），这是
select要求的，而
poll则没有。这也是select和
poll的区别。
其实到这里，我们可以得出结论：
无论nio、select、poll都是要遍历所有的IO，询问状态，
但是，
NIO的遍历是需要很多次系统调用的，成本在用户态与内核态的切换上；
而多路复用器select/poll，这个过程触发了一次系统调用，在这次用户态内核态且换的过程中，把fds传递到内核，内核根据这次用户传递过来的fds进行遍历，修改状态。
多路复用器
select/poll
的弊端：
每次都要重新重复传递fds（内核开辟空间）
每次内核被调用了之后，针对这次调用，触发了一个遍历fds全量的复杂度
由此，引入
epoll
这个牛逼的东西。
还是直接看linux对
epoll
的描述：
man epoll
:
epoll - I/O event notification facility一看到这个大致知道是和事件通知相关的
epoll API执行与poll类似的任务：监视多个文件描述符以查看其中的任何文件是否可以进行I / O。
epoll_create创建一个epoll实例并返回引用该实例的文件描述符。
epoll_ctl通过epoll_ctl
注册指定文件描述符集合。
epoll_wait等待I / O事件，如果当前没有可用的事件，则阻塞调用线程。
画个图和select/poll类比一下
实际结合理论
Java中是如何使用多路复用的？我们用一段程序解释一下。
初始化Server
private ServerSocketChannel server = null;private Selector selector = null;int port = 9090;public void initServer() {try {server = ServerSocketChannel.open();server.configureBlocking(false);server.bind(new InetSocketAddress(port));selector = Selector.open();server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
Selector类似于linux下的多路复用器（select poll epoll kqueue），nginx，event{}
server.configureBlocking(false)设置非阻塞
selector = Selector.open()如果在
epoll模型下，
open()相当于前面提到的
epoll_create方法，返回一个
fd实例—假设是
fd3server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT)server约等于处于
listen状态的
fd—设
fd4，对于
register：若是
select/poll模型，则jvm里开辟一个数组把这个
fd放进去；若是
epoll，则
epoll_ctl(fd3,ADD,fd4,EPOLLIN
Start启动Server，并处理事件
public void start() {initServer();System.out.println(\"服务器启动了。。。。。\");try {while (true) {while (selector.select() > 0) {Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> iter = selectionKeys.iterator();while (iter.hasNext()) {SelectionKey key = iter.next();iter.remove(); //set 不移除会重复循环处理if (key.isAcceptable()) {acceptHandler(key);} else if (key.isReadable()) {readHandler(key);}}}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
这段代码除了启动server，重要的逻辑是调用多路复用器。
selector.select()：
模型下，select()等于内核的select（fd4） poll(fd4)
等于内核的 epoll_wait()，这个可以带时间参数。若没有时间或者参数为0表示阻塞，若有时间则设置一个超时。selector.wakeup() 结果返回0
while (iter.hasNext())：
这段代码表示，管你是什么多路复用器，你只能给我状态，我的程序还得一个一个的去处理他们的R/W。这就是同步—真的好辛苦！！！！！！！！
if (key.isAcceptable())：
这里是重点，如果要去接受一个新的连接，语义上，accept接受连接且返回新连接的FD，那么这个新的FD如何处理？
select/poll，因为他们内核没有空间，那么在jvm中保存和前边的fd4那个listen的一起
epoll： 通过epoll_ctl把新的客户端fd注册到内核空间
这个具体看下面
acceptHandler这个方法
public void acceptHandler(SelectionKey key) {try {ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();SocketChannel client = ssc.accept(); //来啦，目的是调用accept接受客户端 fd7client.configureBlocking(false);ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8192);// 0.0 我类个去//你看，调用了register/*select，poll：jvm里开辟一个数组 fd7 放进去epoll： epoll_ctl(fd3,ADD,fd7,EPOLLIN*/client.register(selector, SelectionKey.OP_READ, buffer);System.out.println(\"-------------------------------------------\");System.out.println(\"新客户端：\" + client.getRemoteAddress());System.out.println(\"-------------------------------------------\");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
这一段和前面的理论知识就对上了，
^_^
通过进入linux底层，探查linux多路复用器，有助于很好的理解Java网络编程的多路复用器原理。扒开外表，我们直接看内涵，很多东西理解起来就不那么费劲了。
