淺談bio,nio,select,epoll。

所有的東西只針對linux。
bio，一個程序一個進程監聽一個端口，每次有連接之後，拋出一個新的線程去管理那次連接的操作。如果這個連接沒有操作，就造成了浪費，而且操作系統cpu單核情況下每次只能運行一個線程，線程發生上下文切換會造成等待，從某種角度上來說他是堵塞的。
nio，linux系統內核提供了一個systemcall，可以使一個線程監聽很多端口，但是這樣還是會有問題，因爲當一個併發量很大的情況下，假設監聽了10w的端口，那麼每次讀寫都要去請求系統內核，調用系統內核的接口也是很花費時間的。
select，select其實也是多路複用，監聽端口會把所有的一次發給操作系統內核，操作系統在內核裏面去遍歷，這樣就節省了很多時間，但是讀還是得挨個遍歷，這樣相比nio他的時間複雜度縮小了一半，因爲之前讀和寫都要建立連接，而select只需要建立讀的連接。
epoll，epollo我這裏主要講一下，大家其實可以去看linux的指令，epollo你可以這麼理解，就是寫，一次發送過去，內核新開闢了一個空間，每次調用系統內核的接口只需要傳新的端口就行了，之前的select是全部都要傳。然後內核處理完之後，會在開闢一個空間，這個空間主要表示已經處理好的數據，需要進程去拿數據。這樣就做到了處理好我就拿。而之前的select則要挨個遍歷，這樣的時間複雜度相比select又降低了許多。epollo包含了epoll_create，epoll_ctl，epoll_wait
epoll_create返回一個文件描述符，文件描述符指向內核的第一個空間的具體區域，epoll也要先調用epoll_create這個指令。
epoll_ctl，在epoll_create那個文件描述符所指向的內核區域進行操作，它包括了add，update，delete。
當建立連接後，accept後，這個時候調用epoll_wait，這個時候開始處理，處理完之後把處理好的數據放到第二塊空間後，這個時候你的線程就可以去第二塊空間去取數據進行讀。 現在我們只需要研究下是如何把數據放到第二塊空間裏去的。這個地方設計到操作系統和計算機組成原理的一些知識，怎麼完成這個操作的是根據硬中斷，如何回調第一塊空間的文件描述符，一起寫入第二塊空間。epoll的主要原理主要根據計算機組成原理中的中斷實現。更成分的發揮硬件，儘量不浪費cpu。
redis，nginx都會用到epoll，netty就看情況了。
具體你要去驗證可以自行去驗證，strace -ff -o 這個指令你會用到的。抓取線程調用SystemCall的。
nginx的epollwait阻塞，redis的epoll_wait輪詢（6.x之前）redis是單線程的，io是單線程的不代表redis是單線程的！redis的單線程的io是原子操作，串行化的，讀計算寫順序執行，一個線程處理多個端口，6.x之後有IOthreads，還是用epoll，把讀的併發去讀，計算還是串行化。時間複雜度又比之前的版本又變低了。
netty本人還不會，等學會了再來分享技術。
順便在講一下kafka的0拷貝，kafka基於jvm的。kafka數據是可以持久化的，要存到磁盤。（java的RandomAccessFile）mmap技術就可以將kafka和磁盤的路徑直接打通，透過系統內核。這樣就可以減少對內核的系統調用。
再來說一下sendfile系統調用。0拷貝，0拷貝的前提是數據不需要加工，首先kafka讀消息，是先從磁盤讀到系統內核，系統內核讀到kafka，kafka在發送給系統內核，消費者再去系統內核去拿。有了sendflie之後就不需要走kafka那個路，直接從磁盤到內核，再到消費者。
不得不感慨技術的更新離不開內核啊。