水平触发与边缘触发

水平触发（level-triggered，也被称为条件触发）LT：只要满足条件，就触发一个事件。
边缘触发（edge-triggered）ET：当状态变化时触发事件。
JAVA 的 NIO 属于水平触发，而 epoll 既支持水平触发也支持边缘触发。epoll 性能高于 poll 很重要的一点便是 epoll 支持了边缘触发。
在水平触发的情况下，必须不断的轮询监控每个文件描述符的状态，判断其是否可读或可写。内核空间中维护的 I/O 状态列表可能随时会被更新，因此用户程序想要拿到 I/O 状态列表必须访问内核空间。
而边缘触发的情况下，只有在数据到达网卡，也就是说 I/O 状态发生改变时才会触发事件，在两次数据到达的间隙，I/O 状态列表是不会发生改变的。这就使得用户程序可以缓存一份 I/O 状态列表在用户空间中，减少系统调用的次数。
但是在边缘触发的情况下，I/O 操作必须一次性的将数据处理完。因为如果没有处理完数据，只有等待下次数据包到达网卡才会再次触发事件。
在水平触发的情况下，可以处理内核缓冲区中任意长度的数据。如果数据没有处理完，内核会再次触发事件。因此剩余数据在下次事件到来时继续处理即可。
至于网上很多文章说的边缘触发需要非阻塞读写，个人认为水平触发也需要非阻塞读写。因为它们都属于多路复用技术的实现方式，而使用多路复用技术的触发点便是用更少的线程做更多的事。单线程情况下，无论水平触发还是边缘触发，使用阻塞读写都会造成线程无法处理其它事件的情况。

简单看一下 epoll 的运作过程：

1. epoll初始化时，会向内核注册一个文件系统，用于存储被监控的句柄文件，调用epoll_create时，会在这个文件系统中创建一个file节点。同时epoll会开辟自己的内核高速缓存区，以红黑树的结构保存句柄，以支持快速的查找、插入、删除。还会再建立一个list链表，用于存储准备就绪的事件。
2. 当执行epoll_ctl时，除了把socket句柄放到epoll文件系统里file对象对应的红黑树上之外，还会给内核中断处理程序注册一个回调函数，告诉内核，如果这个句柄的中断到了，就把它放到准备就绪list链表里。所以，当一个socket上有数据到了，内核在把网卡上的数据copy到内核中后，就把socket插入到就绪链表里。
3. 当epoll_wait调用时，仅仅观察就绪链表里有没有数据，如果有数据就返回，否则就sleep，超时时立刻返回。在这里我的猜测是，如果采用边缘触发，流程便是上述情况。但如果是水平触发，epoll 还会扫描每个 file 节点，查看其是否存在可读数据。这个还需查资料考证。 

我们来一个 Demo 更直观的感受一下 JAVA SocketChannel 的水平触发。代码中对 read 事件的处理是仅读取定长字节，但是依然可以将长请求读取完成，因为在处理完内核缓冲区的已到达数据前，可读事件会被不断的触发。

public static void main(String[] args) throws IOException {
        server();
    }

    private static void server() throws IOException {
        Selector selector = Selector.open();
        ServerSocketChannel severChannel = ServerSocketChannel.open();
        severChannel.configureBlocking(false);
        severChannel.bind(new InetSocketAddress(8888));
        System.out.println("Server start!");
        severChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        //select会阻塞，知道有就绪连接写入selectionKeys
        while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            if (selector.select(100) == 0) {
                continue;
            }
            Iterator<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys().iterator();
            while (keys.hasNext()) {
                //SelectionKey为select中记录的就绪请求的数据结构，其中包括了连接所属的socket及就绪的类型
                SelectionKey key = keys.next();
                //处理事件，不管是否可以处理完成，都删除 key。因为 soketChannel 为水平触发的，
                // 未处理完成的事件删除后会被再次通知
                keys.remove();
                if (key.isAcceptable()) {
                    System.out.println("触发连接事件");
                    SocketChannel socketChannel = severChannel.accept();
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (key.isReadable()) {
                    SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(8);
                    int len = socketChannel.read(byteBuffer);
                    byteBuffer.flip();
                    if (len == -1) {
                        socketChannel.close();
                    }
                    if ( byteBuffer.remaining() > 0) {
                        System.out.print(new String(getString(byteBuffer)));
                    }
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
//                    System.out.println("触发读事件");

                }
            }
        }
    }

    public static String getString(ByteBuffer buffer) {
        Charset charset = null;
        CharsetDecoder decoder = null;
        CharBuffer charBuffer = null;
        try {
            charset = StandardCharsets.UTF_8;
            decoder = charset.newDecoder();
            // charBuffer = decoder.decode(buffer);//用这个的话，只能输出来一次结果，第二次显示为空
            charBuffer = decoder.decode(buffer.asReadOnlyBuffer());
            return charBuffer.toString();
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
            return "";
        }

用浏览器发送一个 HTTP 请求，报文会被完整的读取出来：