浅谈bio,nio,select,epoll。

所有的东西只针对linux。
bio，一个程序一个进程监听一个端口，每次有连接之后，抛出一个新的线程去管理那次连接的操作。如果这个连接没有操作，就造成了浪费，而且操作系统cpu单核情况下每次只能运行一个线程，线程发生上下文切换会造成等待，从某种角度上来说他是堵塞的。
nio，linux系统内核提供了一个systemcall，可以使一个线程监听很多端口，但是这样还是会有问题，因为当一个并发量很大的情况下，假设监听了10w的端口，那么每次读写都要去请求系统内核，调用系统内核的接口也是很花费时间的。
select，select其实也是多路复用，监听端口会把所有的一次发给操作系统内核，操作系统在内核里面去遍历，这样就节省了很多时间，但是读还是得挨个遍历，这样相比nio他的时间复杂度缩小了一半，因为之前读和写都要建立连接，而select只需要建立读的连接。
epoll，epollo我这里主要讲一下，大家其实可以去看linux的指令，epollo你可以这么理解，就是写，一次发送过去，内核新开辟了一个空间，每次调用系统内核的接口只需要传新的端口就行了，之前的select是全部都要传。然后内核处理完之后，会在开辟一个空间，这个空间主要表示已经处理好的数据，需要进程去拿数据。这样就做到了处理好我就拿。而之前的select则要挨个遍历，这样的时间复杂度相比select又降低了许多。epollo包含了epoll_create，epoll_ctl，epoll_wait
epoll_create返回一个文件描述符，文件描述符指向内核的第一个空间的具体区域，epoll也要先调用epoll_create这个指令。
epoll_ctl，在epoll_create那个文件描述符所指向的内核区域进行操作，它包括了add，update，delete。
当建立连接后，accept后，这个时候调用epoll_wait，这个时候开始处理，处理完之后把处理好的数据放到第二块空间后，这个时候你的线程就可以去第二块空间去取数据进行读。 现在我们只需要研究下是如何把数据放到第二块空间里去的。这个地方设计到操作系统和计算机组成原理的一些知识，怎么完成这个操作的是根据硬中断，如何回调第一块空间的文件描述符，一起写入第二块空间。epoll的主要原理主要根据计算机组成原理中的中断实现。更成分的发挥硬件，尽量不浪费cpu。
redis，nginx都会用到epoll，netty就看情况了。
具体你要去验证可以自行去验证，strace -ff -o 这个指令你会用到的。抓取线程调用SystemCall的。
nginx的epollwait阻塞，redis的epoll_wait轮询（6.x之前）redis是单线程的，io是单线程的不代表redis是单线程的！redis的单线程的io是原子操作，串行化的，读计算写顺序执行，一个线程处理多个端口，6.x之后有IOthreads，还是用epoll，把读的并发去读，计算还是串行化。时间复杂度又比之前的版本又变低了。
netty本人还不会，等学会了再来分享技术。
顺便在讲一下kafka的0拷贝，kafka基于jvm的。kafka数据是可以持久化的，要存到磁盘。（java的RandomAccessFile）mmap技术就可以将kafka和磁盘的路径直接打通，透过系统内核。这样就可以减少对内核的系统调用。
再来说一下sendfile系统调用。0拷贝，0拷贝的前提是数据不需要加工，首先kafka读消息，是先从磁盘读到系统内核，系统内核读到kafka，kafka在发送给系统内核，消费者再去系统内核去拿。有了sendflie之后就不需要走kafka那个路，直接从磁盘到内核，再到消费者。
不得不感慨技术的更新离不开内核啊。