I/O多路复用技术

典型应用于以下场合

1.处理多个描述字时，比如同时处理套接字和磁盘IO、终端IO

2.一个客户同时处理多个套接字

3.服务器既要处理监听套接字，又要处理已连接套接字

4.既要处理TCP、也要处理UDP

5.一个服务器要处理多个服务和协议

 

I/O多路复用不局限于网络编程，也可以用于其他程序。

 

UNIX中五种I/O模型

1.阻塞I/O

2.非阻塞I/O

3.I/O多路复用

4.异步I/O

5.信号驱动I/O

 

信号驱动模型

 

5种I/O模型的比较

 

select函数有三种使用方式

1.函数阻塞直至有起码一个描述符就绪

2.函数等待timeval指定的时间，在一个描述符准备好I/O时返回，最长等待时间不超过timeval指定的时间。

3.根本不等待，检查描述字后立即返回

前两种使用方式中，控制流将会等待，如果等待中的控制流接收到一个信号，控制流将被中断并返回EINTR作为返回值。针对该错误，需要再次重启select

 

套接口准备好读的条件

1.套接口接收缓冲区的字节大于等于套接口接收缓冲区低潮限度的当前值，对这个套接口的读操作将不阻塞并返回一个大于0的值，我们可以通过SO_RCVLOWAT来设置这个低潮限度，对于TCP和UDP套接字，其值缺省为1

2.连接的读的这一边关闭，即接收了FIN的TCP连接，对于这样的套接字进行读将不阻塞并返回0（即文件结束符）。

3.套接口是一个监听套接字，且可用连接大于0的时候，对这样的套接字读取将不会阻塞。

4.有一个套接口错误待处理，对这样的套接口进行读取将不会阻塞，并返回-1，errno设置成明确的错误条件，这些待处理的错误也可以通过SO_ERROR调用getsockopt获得并清除。

 

套接口准备好写的条件

1.套接口可用发送缓冲区的字节数大于等于套接口发送缓冲区的低潮限度，且或者（1）套接口已连接，或者（2）套接口不要求连接（比如UDP），这意味着，如果我们将这样的套接口设为非阻塞，写操作将不阻塞并返回一个正值（由传输层接收的字节数），可以通过SO_SNDLOWAT设置该低潮限度，对于TCP和UDP，其缺省值一般是2048.

2.套接口的发送这一边关闭，对这样的套接口进行写入将产生SIGPIPE信号。

3.有一个套接口错误待处理，对这样的套接字写操作将不阻塞并返回一个错误-1，errno设置成明确的错误指示，对于这样的错误也可以通过SO_ERROR调用getsockopt获得并清除。

 

当一个套接口出错时，其被select标记为即可读又可写。

对于select来说，导致套接字可读或者可写的条件总结

 

 

shutdown的作用

正常终止网络连接的方式是调用close，但close有两个限制：引用计数，只有引用计数为0才真正关闭；同时关闭write和read。

1.close将socket的引用计数减1，只有当引用计数为0时才真正关闭，用shutdown可以激发socket的正常关闭流程，即从FIN开始的4次交互，而不管访问计数。

2.close终止了数据传送的两个方向。有很多时候我们需要通知对端己方已完成数据发送，即使对端有很多数据待发送。

第2种场景的应用：read返回0当作通知，告诉对端己方已发完所有数据。

1.客户端关闭shut_wr通知服务端，已完成所有客户请求的发送。

2.服务器关闭shut_wr通知客户端，所有应答已完成发送。

 

shutdown关闭写一端的socket连接

 

shutdown和close的几种应用场景和对比

 

拒绝服务型攻击

如果客户端连接到服务器并发送了不完整的请求就停止，而服务器循环read，期待收到一个完整的请求，此时就会阻塞在单个客户的请求，而不能给其他客户提供服务，这就叫做拒绝服务型攻击。

解决拒绝服务型攻击的方法就是不能让服务器阻塞于某一个客户端的请求。可以解决的办法有

1.非阻塞的I/O操作

2.每个客户的请求一个线程或者进程处理

3.设置超时，I/O设置超时时限

 

shut_down的SHUT_RDWR和close有什么区别

shutdown的动作会立即终止读和写操作，在发送缓冲区的数据被发往对端后，发出正常的TCP终止序列（FIN）

close的动作禁止在套接口上进行读和写操作，套接口发送缓冲区的内容被发往另一端，如果引用计数为0，发出正常的TCP终止序列。