面试经验4-21

今天学习的是IO的多路复用。

一、什么是流？

流是一个可以进行IO操作的内核对象。文件，管道，套接字等等都是流，流的入口是文件描述符。

二、阻塞和非阻塞：阻塞不占用cpu的时间片，非阻塞忙轮询占用cpu和系统资源。阻塞等待的缺点：对于多个I/O请求的问题，同一时刻只能处理一个流的阻塞监听。

三、多路I/O，既能阻塞等待，不占用CPU资源，又可以同时监听多个IO请求。

四、如何处理多个I/O任务。select和epoll。select只能告诉有I/O的状态的变化，但不能告诉你哪些是活跃的连接，监听的IO数量有限，默认是1024。epoll只关心活跃的连接，不需遍历全部描述符集合，能够处理大量的链接请求（系统可以打开的文件数目 /proc/sys/fd/file-max查看）。select好处是平台无关，epoll是linux独有的。

五、使用epoll：

创建，控制，等待epoll。

epoll_create(size), size代表监听的数目。内部会建立一个红黑树，根节点叫epfd。epoll_create返回一个epoll句柄。

epoll_ctr用来控制epoll，传入epfd，op(EPOLL_CTL_ADD, EPOLL_CTL_MOD, EPOLL_CTL_DEL)，fd，event（struct epoll_event, EPOLLIN,EPOLLOUT）。成功返回0，失败返回-1。使用epoll_event之后，就会在红黑树上建立一个节点。

epoll_wait:传入epfd，epoll_event, maxevents, timeout.返回的是有多少个active的IO请求。

六、单线程多路I/O的优点：可以用一个单进程来监听多个客户端读写状态的模型，不需要1:1的线程数量关系。并且，不浪费cpu资源，对cpu的利用率比较高。缺点：虽然可以监听读写状态，但是在同一个时间内，只能处理一个客户端的读写操作。实际上的读写业务并发为1。多个客户端访问server，业务是串行执行。大量的请求会有排队延迟现象。这是一种可以用在实际生产中的机制。

七、单线程多路I/O复用+多线程业务工作池。优点：将业务处理的部分分离出来，能够减少客户端访问Server导致的业务串行执行会有大量请求拍短的延迟时间。问题：实际的读写业务并发为（依赖于main thread的write/read出口），知识业务流程的并发为worker pool线程数量，加快了业务处理的并行效率。

八、单线程多路I/O+多线程多路I/O复用。main thread用来监听listenFd，等连接创建好之后把ConnFd发给别的I/O复用thread。这样的好处是I/O操作的并发量上来了。因为main thread把创建好的fd没有加入到自己的I/O复用中，而是加入到别的I/O复用中了。当然，缺点是成本成倍增加。