IO多路复用

IO多路复用是一种同步IO模型，一个线程可以监听多个文件句柄，如果某个文件句柄就绪，会通常应用程序进行读写操作。没有文件句柄就绪会阻塞程序。

Select

程序把文件描述符fd从用户拷贝到内核空间，内核不断遍历所有fd，检查其状态，查看是否有fd就绪。就绪则返回。程序依次遍历所有的fd，检查其状态，如就绪则进行读写操作。哪个文件句柄就绪未知
优点：由内核来轮询fd状态，提升了效率
缺点：使用一个bitmap结构，一位对应一个fd，同时监听的fd数量有限（1024），用户态到内核态切换一定开销。需要遍历所有的fd依次判断是否就绪。

Poll

poll中声明了一种结构体

struct pollfd{
    int fd;
    short events;  // 监听事件类型
    short revents;  // 实际发生的事件，初始为0，当fd就绪置为events
}

基于链表来存储信息，没有最大链接数的限制，其它和select类似。依然是把fd拷贝到内核，由内核轮询fd。

epoll：event pool

epoll是事件驱动，不再轮询。

1. 使用mmap把内核空间和用户空间映射到同一块物理内存中，减少了用户空间和内核空间的数据交换。
2. 使用红黑树保存要监听的套接字。红黑树的插入和删除性能较好O(logN)
3. 使用一个双向链表保存就绪的套接字，返回时，只把这个双向链表拷贝到用户空间。只遍历就绪的套接字，进一步提升了效率。

创建一个epoll对象时，会创建一个eventpool实例，包含一个红黑树保存监听的套接字，一个双向链表保存就绪的套接字

struct eventpoll {
    ...
    
	/* List of ready file descriptors */
	struct list_head rdllist;

	/* RB tree root used to store monitored fd structs */
	struct rb_root_cached rbr;
	
	...
};

socket在添加到红黑树上时，会再socket的等待队列（存放关注这个socket上的事件的进程）中注册一个回调函数。
socket就绪后，回调用这个回调函数，这个回调函数回把这个socket添加到就绪链表中，然后唤醒epoll_wait，通知epool由socket就绪。
程序会遍历这个就绪链表，并拷贝到用户空间，进行读写操作。

参考：
https://rebootcat.com/2020/09/26/epoll_cookbook/

惊群效应

惊群效应就是多个进程（线程）阻塞等待同一件事（资源）上，当事件发生时，操作系统可能唤醒所有等待这个事件的进程（线程），但最后只能由一个进程（线程）成功获取该事件（资源），其它进程（线程）继续阻塞，这回造成额外的性能损失

accept惊群的解决办法

通过一个WQ_FLAG_EXCLUSIVE标志位，当socket事件触发时，对于等待队列中的进程，如果这些进程没有这个标志位，则通通唤醒，有则只唤醒第一个由这个标志位的进程则结束。

epoll惊群

设置SO_REUSEPORT，使端口复用，多个进程（线程）绑定同一个端口号，每个进程（线程）都监视一个listensock，交给内核解决，内核只会交给一个进程处理。

参考：https://blog.csdn.net/weixin_53695360/article/details/123463057#t11