linux多路復用

⑴ Handler消息機制（一）：linux的epoll機制

在linux 沒有實現epoll事件驅動機制之前，我們一般選擇用select或者poll等IO多路復用的方法來實現並發服務程序。在linux新的內核中，有了一種替換它的機制，就是epoll。

相比select模型， poll使用鏈表保存文件描述符，因此沒有了監視文件數量的限制 ，但其他三個缺點依然存在。

假設我們的伺服器需要支持100萬的並發連接，則在__FD_SETSIZE 為1024的情況下，則我們至少需要開辟1k個進程才能實現100萬的並發連接。除了進程間上下文切換的時間消耗外，從內核/用戶空間大量的無腦內存拷貝、數組輪詢等，是系統難以承受的。因此，基於select模型的伺服器程序，要達到10萬級別的並發訪問，是一個很難完成的任務。

由於epoll的實現機制與select/poll機制完全不同，上面所說的 select的缺點在epoll上不復存在。

設想一下如下場景：有100萬個客戶端同時與一個伺服器進程保持著TCP連接。而每一時刻，通常只有幾百上千個TCP連接是活躍的(事實上大部分場景都是這種情況)。如何實現這樣的高並發？

在select/poll時代，伺服器進程每次都把這100萬個連接告訴操作系統(從用戶態復制句柄數據結構到內核態)，讓操作系統內核去查詢這些套接字上是否有事件發生，輪詢完後，再將句柄數據復制到用戶態，讓伺服器應用程序輪詢處理已發生的網路事件，這一過程資源消耗較大，因此，select/poll一般只能處理幾千的並發連接。

epoll的設計和實現與select完全不同。epoll通過在Linux內核中申請一個簡易的文件系統(文件系統一般用什麼數據結構實現？B+樹)。把原先的select/poll調用分成了3個部分：

1）調用epoll_create()建立一個epoll對象(在epoll文件系統中為這個句柄對象分配資源)

2）調用epoll_ctl向epoll對象中添加這100萬個連接的套接字

3）調用epoll_wait收集發生的事件的連接

如此一來，要實現上面說是的場景，只需要在進程啟動時建立一個epoll對象，然後在需要的時候向這個epoll對象中添加或者刪除連接。同時，epoll_wait的效率也非常高，因為調用epoll_wait時，並沒有一股腦的向操作系統復制這100萬個連接的句柄數據，內核也不需要去遍歷全部的連接。

當某一進程調用epoll_create方法時，Linux內核會創建一個eventpoll結構體，這個結構體中有兩個成員與epoll的使用方式密切相關。eventpoll結構體如下所示：

每一個epoll對象都有一個獨立的eventpoll結構體，用於存放通過epoll_ctl方法向epoll對象中添加進來的事件。這些事件都會掛載在紅黑樹中，如此，重復添加的事件就可以通過紅黑樹而高效的識別出來(紅黑樹的插入時間效率是lgn，其中n為樹的高度)。

而所有 添加到epoll中的事件都會與設備(網卡)驅動程序建立回調關系，也就是說，當相應的事件發生時會調用這個回調方法 。這個回調方法在內核中叫ep_poll_callback,它會將發生的事件添加到rdlist雙鏈表中。

在epoll中，對於每一個事件，都會建立一個epitem結構體，如下所示：

當調用epoll_wait檢查是否有事件發生時，只需要檢查eventpoll對象中的rdlist雙鏈表中是否有epitem元素即可。如果rdlist不為空，則把發生的事件復制到用戶態，同時將事件數量返回給用戶。

epoll結構示意圖

通過紅黑樹和雙鏈表數據結構，並結合回調機制，造就了epoll的高效。

events可以是以下幾個宏的集合：
EPOLLIN：觸發該事件，表示對應的文件描述符上有可讀數據。(包括對端SOCKET正常關閉)；
EPOLLOUT：觸發該事件，表示對應的文件描述符上可以寫數據；
EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀（這里應該表示有帶外數據到來）；
EPOLLERR：表示對應的文件描述符發生錯誤；
EPOLLHUP： 表示對應的文件描述符被掛斷；
EPOLLET：將EPOLL設為邊緣觸發(EdgeTriggered)模式，這是相對於水平觸發(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT： 只監聽一次事件，當監聽完這次事件之後，如果還需要繼續監聽這個socket的話，需要再次把這個socket加入到EPOLL隊列里。
示例：

ET(EdgeTriggered) :高速工作模式，只支持no_block(非阻塞模式)。在此模式下，當描述符從未就緒變為就緒時，內核通過epoll告知。然後它會假設用戶知道文件描述符已經就緒，並且不會再為那個文件描述符發送更多的就緒通知，直到某些操作導致那個文件描述符不再為就緒狀態了。(觸發模式只在數據就緒時通知一次，若數據沒有讀完，下一次不會通知，直到有新的就緒數據)

LT(LevelTriggered) :預設工作方式，支持blocksocket和no_blocksocket。在LT模式下內核會告知一個文件描述符是否就緒了，然後可以對這個就緒的fd進行IO操作。如果不作任何操作，內核還是會繼續通知！若數據沒有讀完，內核也會繼續通知，直至設備數據為空為止！

1.我們已經把一個用來從管道中讀取數據的文件句柄(RFD)添加到epoll描述符
2. 這個時候從管道的另一端被寫入了2KB的數據
3. 調用epoll_wait(2)，並且它會返回RFD，說明它已經准備好讀取操作
4. 然後我們讀取了1KB的數據
5. 調用epoll_wait(2)……

ET工作模式：
如果我們在第1步將RFD添加到epoll描述符的時候使用了EPOLLET標志，在第2步執行了一個寫操作，第三步epoll_wait會返回同時通知的事件會銷毀。因為第4步的讀取操作沒有讀空文件輸入緩沖區內的數據，因此我們在第5步調用epoll_wait(2)完成後，是否掛起是不確定的。epoll工作在ET模式的時候，必須使用非阻塞套介面，以避免由於一個文件句柄的阻塞讀/阻塞寫操作把處理多個文件描述符的任務餓死。

只有當read(2)或者write(2)返回EAGAIN時(認為讀完)才需要掛起，等待。但這並不是說每次read()時都需要循環讀，直到讀到產生一個EAGAIN才認為此次事件處理完成，當read()返回的讀到的數據長度小於請求的數據長度時(即小於sizeof(buf))，就可以確定此時緩沖中已沒有數據了，也就可以認為此事讀事件已處理完成。

LT工作模式：
LT方式調用epoll介面的時候，它就相當於一個速度比較快的poll(2)，並且無論後面的數據是否被使用，因此他們具有同樣的職能。

當調用 epoll_wait檢查是否有發生事件的連接時，只是檢查 eventpoll對象中的 rdllist雙向鏈表是否有 epitem元素而已，如果 rdllist鏈表不為空，則把這里的事件復制到用戶態內存中，同時將事件數量返回給用戶。因此，epoll_wait的效率非常高。epoll_ctl在向 epoll對象中添加、修改、刪除事件時，從 rbr紅黑樹中查找事件也非常快，也就是說，epoll是非常高效的，它可以輕易地處理百萬級別的並發連接。

1.減少用戶態和內核態之間的文件句柄拷貝；

2.減少對可讀可寫文件句柄的遍歷。

https://cloud.tencent.com/developer/information/linux%20epoll%E6%9C%BA%E5%88%B6
https://blog.csdn.net/u010657219/article/details/44061629
https://jiahao..com/s?id=1609322251459722004&wfr=spider&for=pc

⑵ linux下的epoll有什麼作用

你好，希望我的回答對你有幫助 1. Epoll是何方神聖？ Epoll可是當前在Linux下開發大規模並發網路程序的熱門人選，Epoll 在Linux2.6內核中正式引入，和select相似，其實都I/O多路復用技術而已，並沒有什麼神秘的。 其實在Linux下設計並發網路程序，向來不缺少方法，比如典型的Apache模型（Process Per Connection，簡稱PPC），TPC（Thread PerConnection）模型，以及select模型和poll模型，那為何還要再引入Epoll這個東東呢？那還是有得說說的… 2. 常用模型的缺點 如果不擺出來其他模型的缺點，怎麼能對比出Epoll的優點呢。 2.1 PPC/TPC模型 這兩種模型思想類似，就是讓每一個到來的連接一邊自己做事去，別再來煩我。只是PPC是為它開了一個進程，而TPC開了一個線程。可是別煩我是有代價的，它要時間和空間啊，連接多了之後，那麼多的進程/線程切換，這開銷就上來了；因此這類模型能接受的最大連接數都不會高，一般在幾百個左右。 2.2 select模型 1. 最大並發數限制，因為一個進程所打開的FD（文件描述符）是有限制的，由FD_SETSIZE設置，默認值是1024/2048，因此Select模型的最大並發數就被相應限制了。自己改改這個FD_SETSIZE？想法雖好，可是先看看下面吧… 2. 效率問題，select每次調用都會線性掃描全部的FD集合，這樣效率就會呈現線性下降，把FD_SETSIZE改大的後果就是，大家都慢慢來，什麼？都超時了？？！！ 3. 內核/用戶空間內存拷貝問題，如何讓內核把FD消息通知給用戶空間呢？在這個問題上select採取了內存拷貝方法。 2.3 poll模型 基本上效率和select是相同的，select缺點的2和3它都沒有改掉。 3. Epoll的提升 把其他模型逐個批判了一下，再來看看Epoll的改進之處吧，其實把select的缺點反過來那就是Epoll的優點了。 3.1. Epoll沒有最大並發連接的限制，上限是最大可以打開文件的數目，這個數字一般遠大於2048, 一般來說這個數目和系統內存關系很大，具體數目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看。 3.2. 效率提升，Epoll最大的優點就在於它只管你「活躍」的連接，而跟連接總數無關，因此在實際的網路環境中，Epoll的效率就會遠遠高於select和poll。 3.3. 內存拷貝，Epoll在這點上使用了「共享內存」，這個內存拷貝也省略了。 4. Epoll為什麼高效 Epoll的高效和其數據結構的設計是密不可分的，這個下面就會提到。 首先回憶一下select模型，當有I/O事件到來時，select通知應用程序有事件到了快去處理，而應用程序必須輪詢所有的FD集合，測試每個FD是否有事件發生，並處理事件；代碼像下面這樣： int res = select(maxfd+1, &readfds, NULL, NULL, 120); if(res > 0) { for (int i = 0; i < MAX_CONNECTION; i++) { if (FD_ISSET(allConnection[i], &readfds)) { handleEvent(allConnection[i]); } } } // if(res == 0) handle timeout, res < 0 handle error Epoll不僅會告訴應用程序有I/0 事件到來，還會告訴應用程序相關的信息，這些信息是應用程序填充的，因此根據這些信息應用程序就能直接定位到事件，而不必遍歷整個FD 集合。 intres = epoll_wait(epfd, events, 20, 120); for(int i = 0; i < res;i++) { handleEvent(events[n]); } 5. Epoll關鍵數據結構 前面提到Epoll速度快和其數據結構密不可分，其關鍵數據結構就是： structepoll_event { __uint32_t events; // Epoll events epoll_data_t data; // User data variable }; typedefunion epoll_data { void *ptr; int fd; __uint32_t u32; __uint64_t u64; } epoll_data_t; 可見epoll_data是一個union結構體,藉助於它應用程序可以保存很多類型的信息:fd、指針等等。有了它，應用程序就可以直接定位目標了。 6. 使用Epoll 既然Epoll相比select這么好，那麼用起來如何呢？會不會很繁瑣啊…先看看下面的三個函數吧，就知道Epoll的易用了。 int epoll_create(int size); 生成一個Epoll專用的文件描述符，其實是申請一個內核空間，用來存放你想關注的socket fd上是否發生以及發生了什麼事件。size就是你在這個Epoll fd上能關注的最大socket fd數，大小自定，只要內存足夠。 int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event ); 控制某個Epoll文件描述符上的事件：注冊、修改、刪除。其中參數epfd是epoll_create()創建Epoll專用的文件描述符。相對於select模型中的FD_SET和FD_CLR宏。 int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event * events,int maxevents,int timeout); 等待I/O事件的發生；參數說明： epfd:由epoll_create() 生成的Epoll專用的文件描述符； epoll_event:用於回傳代處理事件的數組； maxevents:每次能處理的事件數； timeout:等待I/O事件發生的超時值； 返回發生事件數。 相對於select模型中的select函數。 7. 例子程序 下面是一個簡單Echo Server的例子程序，麻雀雖小，五臟俱全，還包含了一個簡單的超時檢查機制，簡潔起見沒有做錯誤處理。 參考地址：http://blog.csdn.net/sparkliang/article/details/4770655

⑶ epoll是什麼意思

epoll是Linux內核為處理大批量文件描述符而作了改進的poll，是Linux下多路復用IO介面select/poll的增強版本，它能顯著提高程序在大量並發連接中只有少量活躍的情況下的系統CPU利用率。另一點原因就是獲取事件的時候，它無須遍歷整個被偵聽的描述符集，只要遍歷那些被內核IO事件非同步喚醒而加入Ready隊列的描述符集合就行了。epoll除了提供select/poll那種IO事件的水平觸發（Level Triggered）外，還提供了邊緣觸發（Edge Triggered），這就使得用戶空間程序有可能緩存IO狀態，減少epoll_wait/epoll_pwait的調用，提高應用程序效率。

⑷ 關於Linux下的select/epoll

select這個系統調用的原型如下

第一個參數nfds用來告訴內核 要掃描的socket fd的數量+1 ，select系統調用最大接收的數量是1024，但是如果每次都去掃描1024，實際上的數量並不多，則效率太低，這里可以指定需要掃描的數量。 最大數量為1024，如果需要修改這個數量，則需要重新編譯Linux內核源碼。
第2、3、4個參數分別是readfds、writefds、exceptfds，傳遞的參數應該是fd_set 類型的引用，內核會檢測每個socket的fd， 如果沒有讀事件，就將對應的fd從第二個參數傳入的fd_set中移除，如果沒有寫事件，就將對應的fd從第二個參數的fd_set中移除，如果沒有異常事件，就將對應的fd從第三個參數的fd_set中移除 。這里我們應該 要將實際的readfds、writefds、exceptfds拷貝一份副本傳進去，而不是傳入原引用，因為如果傳遞的是原引用，某些socket可能就已經丟失 。
最後一個參數是等待時間， 傳入0表示非阻塞，傳入>0表示等待一定時間，傳入NULL表示阻塞，直到等到某個socket就緒 。

FD_ZERO()這個函數將fd_set中的所有bit清0，一般用來進行初始化等。
FD_CLR()這個函數用來將bitmap(fd_set )中的某個bit清0，在客戶端異常退出時就會用到這個函數，將fd從fd_set中刪除。
FD_ISSET()用來判斷某個bit是否被置1了，也就是判斷某個fd是否在fd_set中。
FD_SET()這個函數用來將某個fd加入fd_set中，當客戶端新加入連接時就會使用到這個函數。

epoll_create系統調用用來創建epfd，會在開辟一塊內存空間(epoll的結構空間)。size為epoll上能關注的最大描述符數，不夠會進行擴展，size只要＞0就行，早期的設計size是固定大小，但是現在size參數沒什麼用，會自動擴展。
返回值是epfd，如果為-1則說明創建epoll對象失敗 。

第一個參數epfd傳入的就是epoll_create返回的epfd。
第二個參數傳入對應操作的宏，包括 增刪改(EPOLL_CTL_ADD、EPOLL_CTL_DEL、EPOLL_CTL_MOD) 。
第三個參數傳入的是 需要增刪改的socket的fd 。
第四個參數傳入的是 需要操作的fd的哪些事件 ，具體的事件可以看後續。
返回值是一個int類型，如果為-1則說明操作失敗 。

第一個參數是epfd，也就是epoll_create的返回值。
第二個參數是一個epoll_event類型的指針，也就是傳入的是一個數組指針。 內核會將就緒的socket的事件拷貝到這個數組中，用戶可以根據這個數組拿到事件和消息等 。
第三個參數是maxevents，傳入的是 第二個參數的數組的容量 。
第四個參數是timeout， 如果設為-1一直阻塞直到有就緒數據為止，如果設為0立即返回，如果＞0那麼阻塞一段時間 。
返回值是一個int類型，也就是就緒的socket的事件的數量(內核拷貝給用戶的events的元素的數量)，通過這個數量可以進行遍歷處理每個事件 。

一般需要傳入 ev.data.fd 和 ev.events ，也就是fd和需要監控的fd的事件。事件如果需要傳入多個，可以通過按位與來連接，比如需要監控讀寫事件，只需要像如下這樣操作即可： ev.events=EPOLLIN | EPOLLOUT 。

LT(水平觸發)， 默認 的工作模式， 事件就緒後用戶可以選擇處理和不處理，如果用戶不處理，內核會對這部分數據進行維護，那麼下次調用epoll_wait()時仍舊會打包出來 。
ET(邊緣觸發)，事件就緒之後， 用戶必須進行處理 ，因為內核把事件打包出來之後就把對應的就緒事件給清掉了， 如果不處理那麼就緒事件就沒了 。ET可以減少epoll事件被重復觸發的次數，效率比LT高。
如果需要設置為邊緣觸發只需要設置事件為類似 ev.events=EPOLLIN | EPOLLET 即可 。

select/poll/epoll是nio多路復用技術， 傳統的bio無法實現C10K/C100K ，也就是無法滿足1w/10w的並發量，在這么高的並發量下，在進行上下文切換就很容易將伺服器的負載拉飛。

1.將fd_set從用戶態拷貝到內核態
2.根據fd_set掃描內存中的socket的fd的狀態，時間復雜度為O(n)
3.檢查fd_set，如果有已經就緒的socket，就給對應的socket的fd打標記，那麼就return 就緒socket的數量並喚醒當前線程，如果沒有就緒的socket就繼續阻塞當前線程直到有socket就緒才將當前線程喚醒。
4.如果想要獲取當前已經就緒的socket列表，則還需要進行一次系統調用，使用O(n)的時間去掃描socket的fd列表，將已經打上標記的socket的fd返回。

CPU在同一個時刻只能執行一個程序，通過RR時間片輪轉去切換執行各個程序。沒有被掛起的進程(線程)則在工作隊列中排隊等待CPU的執行，將進程(線程)從工作隊列中移除就是掛起，反映到Java層面的就是線程的阻塞。

什麼是中斷？當我們使用鍵盤、滑鼠等IO設備的時候，會給主板一個電流信號，這個電流信號就給CPU一個中斷信號，CPU執行完當前的指令便會保存現場，然後執行鍵盤/滑鼠等設備的中斷程序，讓中斷程序獲取CPU的使用權，在中斷程序後又將現場恢復，繼續執行之前的進程。

如果第一次沒檢測到就緒的socket，就要將其進程(線程)從工作隊列中移除，並加入到socket的等待隊列中。

socket包含讀緩沖區+寫緩沖區+等待隊列(放線程或eventpoll對象)

當從客戶端往伺服器端發送數據時，使用TCP/IP協議將通過物理鏈路、網線發給伺服器的網卡設備，網卡的DMA設備將接收到的的數據寫入到內存中的一塊區域(網卡緩沖區)，然後會給CPU發出一個中斷信號，CPU執行完當前指令則會保存現場，然後網卡的中斷程序就獲得了CPU的使用權，然後CPU便開始執行網卡的中斷程序，將內存中的緩存區中的數據包拿出，判斷埠號便可以判斷它是哪個socket的數據，將數據包寫入對應的socket的讀(輸入)緩沖區，去檢查對應的socket的等待隊列有沒有等待著的進程(線程)，如果有就將該線程(進程)從socket的等待隊列中移除，將其加入工作隊列，這時候該進程(線程)就再次擁有了CPU的使用許可權，到這里中斷程序就結束了。

之後這個進程(線程)就執行select函數再次去檢查fd_set就能發現有socket緩沖區中有數據了，就將該socket的fd打標記，這個時候select函數就執行完了，這時候就會給上層返回一個int類型的數值，表示已經就緒的socket的數量或者是發生了錯誤。這個時候就再進行內核態到用戶態的切換，對已經打標記的socket的fd進行處理。

將原本1024bit長度的bitmap(fd_set)換成了數組的方式傳入 ，可以 解決原本1024個不夠用的情況 ，因為傳入的是數組，長度可以不止是1024了，因此socket數量可以更多，在Kernel底層會將數組轉換成鏈表。

在十多年前，linux2.6之前，不支持epoll，當時可能會選擇用Windows/Unix用作伺服器，而不會去選擇Linux，因為select/poll會隨著並發量的上升，性能變得越來越低，每次都得檢查所有的Socket列表。

1.select/poll每次調用都必須根據提供所有的socket集合，然後就 會涉及到將這個集合從用戶空間拷貝到內核空間，在這個過程中很耗費性能 。但是 其實每次的socket集合的變化也許並不大，也許就1-2個socket ，但是它會全部進行拷貝，全部進行遍歷一一判斷是否就緒。

2.select/poll的返回類型是int，只能代表當前的就緒的socket的數量/發生了錯誤， 如果還需要知道是哪些socket就緒了，則還需要再次使用系統調用去檢查哪些socket是就緒的，又是一次O(n)的操作，很耗費性能 。

1.epoll在Kernel內核中存儲了對應的數據結構(eventpoll)。我們可以 使用epoll_create()這個系統調用去創建一個eventpoll對象 ，並返回eventpoll的對象id(epfd)，eventpoll對象主要包括三個部分：需要處理的正在監聽的socket_fd列表(紅黑樹結構)、socket就緒列表以及等待隊列(線程)。

2.我們可以使用epoll_ctl()這個系統調用對socket_fd列表進行CRUD操作，因為可能頻繁地進行CRUD，因此 socket_fd使用的是紅黑樹的結構 ，讓其效率能更高。epoll_ctl()傳遞的參數主要是epfd(eventpoll對象id)。

3.epoll_wait()這個系統調用默認會 將當前進程(線程)阻塞，加入到eventpoll對象的等待隊列中，直到socket就緒列表中有socket，才會將該進程(線程)重新加入工作隊列 ，並返回就緒隊列中的socket的數量。

socket包含讀緩沖區、寫緩沖區和等待隊列。當使用epoll_ctl()系統調用將socket新加入socket_fd列表時，就會將eventpoll對象引用加到socket的等待隊列中， 當網卡的中斷程序發現socket的等待隊列中不是一個進程(線程)，而是一個eventpoll對象的引用，就將socket引用追加到eventpoll對象的就緒列表的尾部 。而eventpoll對象中的等待隊列存放的就是調用了epoll_wait()的進程(線程)，網卡的中斷程序執行會將等待隊列中的進程(線程)重新加入工作隊列，讓其擁有佔用CPU執行的資格。epoll_wait()的返回值是int類型，返回的是就緒的socket的數量/發生錯誤，-1表示發生錯誤。

epoll的參數有傳入一個epoll_event的數組指針(作為輸出參數)，在調用epoll_wait()返回的同時，Kernel內核還會將就緒的socket列表添加到epoll_event類型的數組當中。

⑸ 為什麼用 linux 做伺服器 如果做用它做游戲伺服器， 支持多少 用戶同時在線

讓我來為你解答。你的問題，最重要的不是操作系統的問題，而是你的架構選擇的問題。你所說的MyEclipse+Tomcat這個根本就不搭嘛，由此可見你不懂架構。MyEclipse只是一個IDE而已，就用途和記事本是一樣的，而Tomcat可以說是一個應用伺服器，中間件的組成部分，用於J2EE的開發。

你這樣說我就默認你們做的是網頁游戲，因為做PC游戲的，不管是網游還是單機，沒人用Java寫。

如果是網游，並且想獲得高並發，那麼推薦使用Linux。Linux的性價比絕對是最好的，穩定高性能。這點Windows比不上，原因就在於兩個系統的底層設計上，Windows本身的設計決定了它沒法處理很高的並發，如果你懂網路編程的話就很容易理解，在UNIX系統上有非常牛的功能就是I/O多路復用，通過該功能，可以輕易支持上千甚至幾萬的並發（當然機器的配置要跟上）。而Linux相對於UNIX不僅實現了傳統的I/O多路復用，更提供了e-poll介面，e-poll介面如果正確使用的話可以帶來性能的極大提升，也正是這個原因Nginx網頁伺服器在短期內侵蝕了Apache的部分市場份額。而Windows雖然也有I/O多路復用的概念，但其實是信號驅動的，僅是功能的模擬，而沒能在內核中真正優化。Windows下要高的並發，只有一種辦法，就是做線程池，還是得信號驅動並發。所以Windows在普通計算機上的並發就少的可憐了，其實即使實在伺服器、小型機、大型機上如果裝Windows也是浪費，Windows同UNIX/Linux在做開發上看簡直就是小巫見大巫了，只能是大眾產品，而不能是高端產品。你可以對比一下Windows同商業級UNIX/Linux的價格，就知道那個牛了。

Windows為了同UNIX兼容，不要認為Windows是最好的，最早的，這個普通人說說就算了，學計算機的說出去讓人笑死。最當初的網路誕生自伯克利版本的UNIX，之後Linux在94年時就擁有了網路功能，微軟在94年時的操作系統還是單用戶，單任務的。而UNIX與Linux早已是多用戶、多任務的了。就連圖形界面，都是最先在UNIX開發出來的。至於如今為什麼UNIX/Linux的圖形界面沒有廣泛的被人知道，其原因不是不先進，而是剛開始定位就不是給普通人用的。你可以去大公司悄悄，銀行、保險、證券、研究所、政府軍方核心部門，都使用UNIX，民間使用的桌面UNIX比如蘋果的Mac，都不錯。就是因為UNIX是最好的，所以IBM、Oracle任何一家，都有能力同微軟抗衡，在企業級市場尤其是高端企業市場，微軟的發言權很少。

⑹ 請比較Linux與Windows在網路編程方面的特點

找了一段，大致涉及到了您的問題：

一、socket的模式
socket一般有兩種模式：同步和非同步（windows網路編程技術中也可叫鎖定和非鎖定，Linux網路編程叫阻塞和非阻塞）。

二、socket的類型

socket一般有三種類型，基於TCP的流式套接字，基於UDP的數據報套接字和原始套接字。

三、socket的IO模型

socket
的IO模型是編程中使用socket兩種模式的策略，它們適用的場合不同，在不同的操作系統上支持的模型也不同，例如windows從NT版本才開始支持
完成埠模型。Linux和Windows所支持的模型也有區別，當然也有相同的地方，可能叫法不一樣，但大致思路是一樣的，下面分別介紹windows
和Linux的IO模型

1、 Windows下的套接字IO模型：

A、 Select(選擇)模型
用於同步socket的狀態檢測模型，又叫（Linux）多路復用，可以同時檢測多個socket的狀態

B、 WSAAsyncSelect（非同步選擇）模型
用於非同步socket的非同步事件設置，它是基於Windows消息的模型，必須先打開一個窗口，然後把窗口和socket的消息綁定，這樣，在socket有消息通知時，操作系統便通知窗口，然後在窗口進行處理。

C、 WSAEventSelect(非同步事件)模型
用
於非同步socket的非同步事件，它是基於網路事件的模型，先使用CreateEvent創建一個事件，然後使用WSAEventSelect進行事件綁
定，然後可以使用WaitForMultipleObject（Event）進行事件監聽，可以同時監聽多個事件，不光是socket的，比如可以監聽使
用CreateWaitableTimer創建的Timer等。

D、 重疊IO模型
用
於非同步socket,在創建socket時需要在創建函數WSASocket中使用WSA_FLAG_OVERLAPPED標志，然後在投遞IO請求的時
候將一個Overlapped結構體指針賦給投遞函數，可以使用WSAWaitForMultipleObject來監聽事件，然後使用
WSAGetOverlappedResult來獲取IO的狀態，也可以在Overlapped結構體中使用完成常式來處理，即在投遞函數中把完成常式賦
給投遞函數。

E、 完成埠模型
它
是迄今為止最復雜的一種IO模型，當應用程序需要管理眾多的套接字並且希望隨著系統內安裝的CPU數目的增多，應用程序的性能也可以線性增加，就可以使用
這種模型，它的原理是每個CPU可以單獨負責一個線程的執行，避免線程的頻繁切換。使用這種模型往往可以達到最佳的系統性能。
首
先需要使用CreateIOCompletePort來創建完成埠，然後將IO句柄和此埠綁定，綁定也是使用此函數，當然也可以一次完成。接著是創建
工作者線程，工作者線程會使用GetQueuedCompletionStatus進入完成埠維護的線程池，當有完成事件時，會激活一個線程。

2、 Linux下的IO模型

A、阻塞IO

B、非阻塞IO

C、IO多路復用(選擇)

D、信號驅動
用於非同步socket,首先設定信號處理函數,然後使用fcntl函數設定socket的擁有者，像windows下使用WSAAsncSelect設定socket的窗口一樣。使用這種模型，當內核操作可以被操作的時候通知我們的應用程序

E、非同步IO
當內核在所有操作完成後才會通知應用程序

四、socket的一些使用上的優化

A、緩沖區的優化，可以考慮讓應用程序使用比較小的緩沖區，但同時使用多個WSARecv

B、使用socket選項SO_SNDBUF和SO_RCVBUF設置socket緩沖區大小，如果設為0，操作體系統會使用應用程序的緩沖區，這樣避免了從系統緩沖區向用戶區復制的開銷

五、注意這些IO模型有些不光是針對socket的，其他的IO操作也可以使用，最常用使用的是WriteFile,ReadFile等函數。

其它查考網址：
http://blog.163.com/tianle_han/blog/static/6617826200821522743948/
http://blog.csdn.net/yibulianhua/article/details/5374317

⑺ Linux系統I/O模型及select、poll、epoll原理和應用

理解Linux的IO模型之前，首先要了解一些基本概念，才能理解這些IO模型設計的依據

操作系統使用虛擬內存來映射物理內存，對於32位的操作系統來說，虛擬地址空間為4G（2^32）。操作系統的核心是內核，為了保護用戶進程不能直接操作內核，保證內核安全，操作系統將虛擬地址空間劃分為內核空間和用戶空間。內核可以訪問全部的地址空間，擁有訪問底層硬體設備的許可權，普通的應用程序需要訪問硬體設備必須通過 系統調用 來實現。

對於Linux系統來說，將虛擬內存的最高1G位元組的空間作為內核空間僅供內核使用，低3G位元組的空間供用戶進程使用，稱為用戶空間。

又被稱為標准I/O，大多數文件系統的默認I/O都是緩存I/O。在Linux系統的緩存I/O機制中，操作系統會將I/O的數據緩存在頁緩存（內存）中，也就是數據先被拷貝到內核的緩沖區（內核地址空間），然後才會從內核緩沖區拷貝到應用程序的緩沖區（用戶地址空間）。

這種方式很明顯的缺點就是數據傳輸過程中需要再應用程序地址空間和內核空間進行多次數據拷貝操作，這些操作帶來的CPU以及內存的開銷是非常大的。

由於Linux系統採用的緩存I/O模式，對於一次I/O訪問，以讀操作舉例，數據先會被拷貝到內核緩沖區，然後才會從內核緩沖區拷貝到應用程序的緩存區，當一個read系統調用發生的時候，會經歷兩個階段：

正是因為這兩個狀態，Linux系統才產生了多種不同的網路I/O模式的方案

Linux系統默認情況下所有socke都是blocking的，一個讀操作流程如下：

以UDP socket為例，當用戶進程調用了recvfrom系統調用，如果數據還沒准備好，應用進程被阻塞，內核直到數據到來且將數據從內核緩沖區拷貝到了應用進程緩沖區，然後向用戶進程返回結果，用戶進程才解除block狀態，重新運行起來。

阻塞模行下只是阻塞了當前的應用進程，其他進程還可以執行，不消耗CPU時間，CPU的利用率較高。

Linux可以設置socket為非阻塞的，非阻塞模式下執行一個讀操作流程如下：

當用戶進程發出recvfrom系統調用時，如果kernel中的數據還沒准備好，recvfrom會立即返回一個error結果，不會阻塞用戶進程，用戶進程收到error時知道數據還沒准備好，過一會再調用recvfrom，直到kernel中的數據准備好了，內核就立即將數據拷貝到用戶內存然後返回ok，這個過程需要用戶進程去輪詢內核數據是否准備好。

非阻塞模型下由於要處理更多的系統調用，因此CPU利用率比較低。

應用進程使用sigaction系統調用，內核立即返回，等到kernel數據准備好時會給用戶進程發送一個信號，告訴用戶進程可以進行IO操作了，然後用戶進程再調用IO系統調用如recvfrom，將數據從內核緩沖區拷貝到應用進程。流程如下：

相比於輪詢的方式，不需要多次系統調用輪詢，信號驅動IO的CPU利用率更高。

非同步IO模型與其他模型最大的區別是，非同步IO在系統調用返回的時候所有操作都已經完成，應用進程既不需要等待數據准備，也不需要在數據到來後等待數據從內核緩沖區拷貝到用戶緩沖區，流程如下：

在數據拷貝完成後，kernel會給用戶進程發送一個信號告訴其read操作完成了。

是用select、poll等待數據，可以等待多個socket中的任一個變為可讀，這一過程會被阻塞，當某個套接字數據到來時返回，之後再用recvfrom系統調用把數據從內核緩存區復制到用戶進程，流程如下：

流程類似阻塞IO，甚至比阻塞IO更差，多使用了一個系統調用，但是IO多路復用最大的特點是讓單個進程能同時處理多個IO事件的能力，又被稱為事件驅動IO，相比於多線程模型，IO復用模型不需要線程的創建、切換、銷毀，系統開銷更小，適合高並發的場景。

select是IO多路復用模型的一種實現，當select函數返回後可以通過輪詢fdset來找到就緒的socket。

優點是幾乎所有平台都支持，缺點在於能夠監聽的fd數量有限，Linux系統上一般為1024，是寫死在宏定義中的，要修改需要重新編譯內核。而且每次都要把所有的fd在用戶空間和內核空間拷貝，這個操作是比較耗時的。

poll和select基本相同，不同的是poll沒有最大fd數量限制（實際也會受到物理資源的限制，因為系統的fd數量是有限的），而且提供了更多的時間類型。

總結：select和poll都需要在返回後通過輪詢的方式檢查就緒的socket，事實上同時連的大量socket在一個時刻只有很少的處於就緒狀態，因此隨著監視的描述符數量的變多，其性能也會逐漸下降。

epoll是select和poll的改進版本，更加靈活，沒有描述符限制。epoll使用一個文件描述符管理多個描述符，將用戶關系的文件描述符的事件存放到內核的一個事件表中，這樣在用戶空間和內核空間的只需一次。

epoll_create()用來創建一個epoll句柄。
epoll_ctl() 用於向內核注冊新的描述符或者是改變某個文件描述符的狀態。已注冊的描述符在內核中會被維護在一棵紅黑樹上，通過回調函數內核會將 I/O 准備好的描述符加入到一個就緒鏈表中管理。
epoll_wait() 可以從就緒鏈表中得到事件完成的描述符，因此進程不需要通過輪詢來獲得事件完成的描述符。

當epoll_wait檢測到描述符IO事件發生並且通知給應用程序時，應用程序可以不立即處理該事件，下次調用epoll_wait還會再次通知該事件，支持block和nonblocking socket。

當epoll_wait檢測到描述符IO事件發生並且通知給應用程序時，應用程序需要立即處理該事件，如果不立即處理，下次調用epoll_wait不會再次通知該事件。

ET模式在很大程度上減少了epoll事件被重復觸發的次數，因此效率要比LT模式高。epoll工作在ET模式的時候，必須使用nonblocking socket，以避免由於一個文件句柄的阻塞讀/阻塞寫操作把處理多個文件描述符的任務餓死。

【segmentfault】 Linux IO模式及 select、poll、epoll詳解
【GitHub】 CyC2018/CS-Notes

⑻ Linux中select poll和epoll的區別

select、poll、epoll都是IO多路復用的機制，但是他們的機制有很大的區別

1、select 
select機制剛開始的時候，需要把fd_set從用戶空間拷貝到內核空間，並且檢測的fd數是有限制的，由FD_SETSIZE設置，一般是1024。

檢測的時候，根據timeout，遍歷fd_set表，把活躍的fd(可讀寫或者錯誤)，拷貝到用戶空間，

再在用戶空間依次處理相關的fd。

這個機制是linux內核很早的版本，epool是根據select，pool基礎上優化的，缺點比較多。

缺點：

1）每次調用select的時候需要把fd_set從用戶空間拷貝到內存空間，比較耗性能。

2）wait時，需要遍歷所有的fd，消耗比較大。

3）select支持的文件數大小了，默認只有1024，如果需要增大，得修改宏FD_SETSIZE值，並編譯內核（麻煩，並且fd_set中的文件數多的話，每次遍歷的成本就很大）。

2. pool
poll的實現和select非常相似，只是描述fd集合的方式不同，poll使用pollfd結構而不是select的fd_set結構，其他的都差不多。

3. epool
epool是select和poll的改進版本，

* 先是使用int epoll_create(int size)在內存中創建一個指定size大小的事件空間，

* 再使用int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);事件注冊函數，注冊新的fd到epfd的epool對象空間中，並指明event(可讀寫啊等等），注意：在注冊新事件fd的過程中，也再內核中斷處理程序里注冊fd對應的回調函數callback，告訴內核，一旦這個fd中斷了，就把它放到ready隊列裡面去。

* 再使用int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);在epool對象對應的ready隊列里取就緒的fd，並使用內存映射mmap拷貝到用戶空間。

* 再在用戶空間依次處理相關的fd。

優點：
1）支持一個進程打開大數目的socket描述符

select 一個進程打開FD是有限制的，由FD_SETSIZE設置，默認值是1024。epool可以打開的FD數可以很大，一般1GB的內存有10萬多的FD數，具體數目可以cat /proc/sys/fs/file-max查看。
2） IO效率不隨FD數目增加而線性下降

3） 使用mmap加速內核與用戶空間的消息傳遞