硬體準備: CH32V103 開發板/核心版, WCH-Link. 軟體準備: 軟體主要是用於編譯的 RISC-V GCC , 和用於燒錄的 OpenOCD., RISC-V GCC 可以選擇公版或者WCH版, OpenOCD 暫時只能用WCH定製版本, 用公版的無法識別 wlink ...
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BIO模型
在Linux中，預設情況下所有socket都是阻塞模式。用戶線程調用系統函數read()【system call】，內核開始準備數據（從磁碟/網路獲取數據），內核准備數據完成後，用戶線程完成數據從內核拷貝到用戶空間的應用程式緩衝區，數據拷貝完成後，請求才返回。從發起read請求到完成內核到應用程式的拷貝，整個過程都是阻塞的。
為了減輕線程阻塞的弊端，實際上，每個Read/Write請求都會分配單獨線程進行單獨處理。在低併發時期，這種每個請求每線程的處理方式是可以應付的，但是如果在高併發期間(如：業務高峰期)，就會分配大量的線程完成請求處理。因此會帶來非常大的性能損耗。 -
NIO模型
用戶線程在發起Read請求後立即返回，不用等待內核准備數據的過程。如果Read請求沒讀取到數據，用戶線程會不斷輪詢發起Read請求，直到數據到達（內核准備好數據）後才停止輪詢。
非阻塞IO模型雖然避免了由於線程阻塞問題帶來的大量線程消耗，但是頻繁的重覆輪詢大大增加了請求次數，對CPU消耗也比較明顯。
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多路復用模型
多路復用IO模型，建立在多路事件分離函數select，poll，epoll之上。在發起read請求前，先更新select的socket監控列表，然後等待select(或poll或epoll)函數返回（此過程是阻塞的）。當某個socket有數據到達時，select函數返回。此時用戶線程才正式發起read或write請求，處理數據。這種模式用一個專門的監視線程去檢查多個socket，如果某個socket有數據到達就交給工作線程處理。由於等待Socket數據到達過程非常耗時，所以這種方式解決了阻塞IO模型一個Socket連接就需要一個線程的問題，也不存在非阻塞IO模型忙輪詢帶來的CPU性能損耗的問題。
多路復用的本質，在我看來其實就是通過儘可能少（預期一次）的系統調用(system call)，就可以拿到所有socket的狀態（是否可讀），然後程式只需要對那些返回狀態為可讀或可寫的socket進行處理。
1 // NIO核心代碼 2 // 初始化 3 channel = ServerSocketChannel.open(); 4 channel.bind(port); 5 channel.configureBlocking(false); 6 // selector 註冊accept事件 7 selector = Selector.open(); 8 channel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); 9 while(true){ 10 while(selector.select(timeout)>0){ // 有新的事件 11 // 獲取到可處理的 Socket 12 Set<SelectionKey> keySet = selector.selectedKeys(); 13 Iterator<SelectionKey> iter = keySet.iterator(); 14 while (iter.hasNext()) { // 迴圈處理，處理之後應該從迭代器中移除 15 SelectionKey key = iter.next(); 16 iter.remove(); 17 if (key.isAcceptable()) { // 新連接 acceptHandle(key); } 18 else if (key.isReadable()) { // 讀事件 readHandle(key); } 19 else if (key.isWritable()) { // 寫事件 writeHandle(key); } 20 } 21 } 22 }
View Code實際上，linux的多路復用有三種實現方式，select和poll以及epoll，它們之間的關係是進化關係，性能都是遞進的。
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select
select 是操作系統提供的系統調用函數，通過它，我們可以把一個文件描述符的數組【最大為1024個】發給操作系統內核， 讓內核去遍歷，確定哪個文件描述符可以讀寫，實際上只是打了一個標誌，哪些可讀可寫，所以在用戶程式獲取select的返回值的時候，仍然需要遍歷文件描述符的數組具有哪些可處理的事件。
select模型的優化在於將所有的文件描述符【其實就是正在監聽的socket連接】批量的傳給了內核，降低了系統調用，減少了內核態與用戶態的切換。而select的弊端就在於每次最多只能傳輸1024個文件描述符，這在一些高併發場景【redis緩存】下，仍然是不夠看的。此外select 在內核層仍然是通過遍歷的方式檢查文件描述符的就緒狀態，是個同步過程，只不過無系統調用切換上下文的開銷。 -
poll
poll對於select來講，最大的區別在於只是將每次只能傳輸1024個文件描述符的限制去掉了
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epoll
epoll是在select和poll的基礎上做出的演進。他主要針對以下3點做出了改進
1.內核中保存一份文件描述符的集合，無需用戶程式每次懂重新傳遞【不需要拷貝】；
2.內核不再通過輪訓的方式獲取事件就緒的文件描述符，而是通過事件回調的方式將就緒事件放入到一個就緒隊列中【內核程式不需要進行O(N)的遍歷】；
3.內核僅會將就緒隊列中的文件描述符返回給用戶程式，用戶程式直接處理該描述符對應的事件即可【用戶程式不需要再次進行O(N)的遍歷，內核將不必要的文件描述符過濾了，因此發生的記憶體拷貝更少了】。
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select、poll、epoll對比
AIO
不論是阻塞IO亦或是NIO，它們都是同步IO，即當內核將數據準備好的時候，都是由用戶線程將數據拷貝到用戶空間。除此之外還有一個非同步IO，即非阻塞IO，當數據準備好的時候，不需要用戶線程將數據拷貝到程式的運行空間，而是直接由內核線程完成數據的拷貝。
參考文件：
1.徹底搞懂IO多路復用
2.忘了一些重要的文章~~~
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