Linux高级IO详解（从阻塞到异步，彻底搞懂网络IO模型）

上图从左到右依次是：阻塞IO、非阻塞IO、IO多路复用、信号驱动IO、异步IO。其中IO多路复用（select/poll/epoll）是Linux高并发服务器的基石，也是我们重点要掌握的Linux高级IO技术。

3. 深入IO多路复用：select、poll、epoll

IO多路复用的核心思想是：同时监控多个文件描述符（fd），当其中某些fd就绪（可读/可写/异常）时，立即通知应用程序进行处理。这样，一个线程就可以处理数千个连接。

3.1 select

select()是最古老的多路复用函数，它使用三个fd_set集合分别表示可读、可写、异常fd，通过遍历所有fd来检查就绪状态。缺点：fd数量受限（通常1024），且每次调用都需要将集合从用户态拷贝到内核态，效率随fd数量增加而下降。

3.2 poll

poll()使用pollfd数组替代fd_set，突破了1024的限制，但仍然是“线性遍历”所有fd，当连接数很大时性能依然不佳。

3.3 epoll —— Linux下最强

epoll 是Linux内核为处理大批量文件描述符而引入的增强版多路复用接口。它通过三个关键函数实现：epoll_create()、epoll_ctl()、epoll_wait()。epoll使用事件驱动机制，只返回就绪的fd，无需遍历全部，并且通过mmap共享内存减少拷贝，性能随连接数增加而线性提升。如今Nginx、Node.js等高性能软件都在底层使用epoll。

    // 简单epoll服务器骨架（C语言伪代码）int epfd = epoll_create(1);struct epoll_event ev, events[1024];ev.events = EPOLLIN; ev.data.fd = listen_fd;epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listen_fd, &ev);while(1) {int nfds = epoll_wait(epfd, events, 1024, -1);for(int i = 0; i < nfds; i++) {if(events[i].data.fd == listen_fd) {// 处理新连接} else {// 处理客户端数据}}}  

可以看到，epoll让高并发网络编程变得简单高效。掌握了epoll，你就真正理解了Linux高级IO的精髓。

4. 信号驱动IO与异步IO

除了多路复用，还有两种高级IO：信号驱动IO（SIGIO）和异步IO（AIO）。信号驱动IO是当fd就绪时内核发送SIGIO信号通知进程；异步IO则是内核完成整个数据拷贝后才通知进程，期间进程完全不用阻塞。不过在实际Linux网络编程中，epoll仍然是最主流的选择，异步IO更多用于磁盘IO。

5. 总结

今天我们从小白的视角出发，了解了Linux下的高级IO技术，重点解剖了IO多路复用及其进化史：select → poll → epoll。希望你能记住这四个关键词：Linux高级IO、网络编程、IO多路复用、epoll，它们是面试和实际开发中的常客。如果你能动手写一个基于epoll的回显服务器，那么恭喜你，你已经迈入了高并发编程的大门！

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