來記一筆linux下的io相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用select，poll，epoll。這三個系統(tǒng)調(diào)用的本質(zhì)其實都是io多路復(fù)用，有人覺得epoll是信號驅(qū)動io，其實不然。

先來說下linux下的io大背景。在linux系統(tǒng)上一切皆文件，不管是讀寫文件，管道，網(wǎng)絡(luò)io，或者其他外設(shè)，最后都會調(diào)用read和write系統(tǒng)調(diào)用。這兩個系統(tǒng)調(diào)用都有兩個流程，以read為列

1 把數(shù)據(jù)從外設(shè)讀到內(nèi)核的緩沖區(qū)

2 把數(shù)據(jù)從內(nèi)核地址空間拷貝到用戶地址空間。

這里的第二步是內(nèi)存操作，對io操作的block時間可以忽略。所以絕大多數(shù)io是block在第一步。 即使是使用非阻塞模式運行，返回eagain，也要在循環(huán)里面多次輪詢，浪費cpu時間。舉個不恰當?shù)睦?，比如你要去便利店買東西，需要排隊，而且每次只能買一樣?xùn)|西，你排著隊好不容易輪到你，大爺告訴你沒貨，又要從隊尾開始排。這樣的用戶體驗肯定很糟。

于是乎，有天大爺裝了個提示器，上面每次顯示一串可以立即提貨的貨物。你要做的是逐一比對是否有你自己想要的。這其實就是io多路復(fù)用。select和poll每次都是輪詢一堆描述符，然后返回準備好的描述符數(shù)量。區(qū)別在于poll要監(jiān)視的fd數(shù)量沒有上限。select和poll的這種實現(xiàn)決定了，這兩個系統(tǒng)調(diào)用返回以后，都必須要遍歷fds來獲取準備好的fd，所以當監(jiān)視的fd數(shù)量很多時候，性能降得厲害。

epoll和select，poll實現(xiàn)有些不同。epoll首先通過epoll_create創(chuàng)建一個efd，通過這個efd來監(jiān)控其他fd，也就是通過epoll_ctl函數(shù)來把fd添加到efd監(jiān)視列表里。這個列表是由kernel維護的。每次調(diào)用epoll_wait返回的fd全部都是已經(jīng)準備好的fd，可以直接內(nèi)存拷貝。這也是epoll為什么效率高于select和poll的原因，尤其是在idle fd數(shù)量較多的時候，這一優(yōu)勢更加明顯。但本質(zhì)上epoll還是io多路復(fù)用，只不過把更多的工作交給了kernel，用戶進程只輪詢efd一個fd。所以io多路復(fù)用還是有阻塞的，只不過不是在read，write上，而是阻塞在了select，poll，epoll上。

回到剛才買東西的例子，你也可以給大爺買包煙，然后請他老人家打電話通知你有你想要的東西，直接來提貨。這就是信號驅(qū)動io。如果你想體驗更好點，再送大爺包茶葉，大爺直接把貨送到你家，然后通知你。這就是aio，真正意義上的異步io。

相比windows而言linux對aio的支持比較一般，直到2.6.22才有了些庫。當然，異步io增加了kernel實現(xiàn)的復(fù)雜度，kernel做了更多的事。這和unix設(shè)計哲學(xué)不符。把更多的自由留給用戶這也是xnix系統(tǒng)上編程框架百花齊放的原因。