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I/O复用到底是什么意思

UNP网络编程中,有I/O复用的使用,以select和epoll为例,
其中有以下说明:
IO多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件准备读取,它就通知该进程。IO多路复用适用如下场合:

  (1)当客户处理多个描述字时(一般是交互式输入和网络套接口),必须使用I/O复用。

  (2)当一个客户同时处理多个套接口时,而这种情况是可能的,但很少出现。

  (3)如果一个TCP服务器既要处理监听套接口,又要处理已连接套接口,一般也要用到I/O复用。

  (4)如果一个服务器即要处理TCP,又要处理UDP,一般要使用I/O复用。

  (5)如果一个服务器要处理多个服务或多个协议,一般要使用I/O复用。

  与多进程和多线程技术相比,I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小,系统不必创建进程/线程,也不必维护这些进程/线程,从而大大减小了系统的开销。

我的理解:假设现在已经有10000个客户端和服务器通过TCP三次握手,处于已连接状态,也就是有10000个connected_socket,当这10000客户端同时发送数据请求时,服务器通过使用select或者epoll可以同时处理这10000个请求,请问我理解的IO复用对吗?

如果是的话,假设10000个客户端同时发送文件下载的请求,不还是要创建多个进程/线程来处理下载请求吗,否则,一个个的处理,最后一个客户端的文件下载请求要很长时间才能完成啊,怎么就不必创建多个进程/线程


我觉得题主可以再多理解一下并发。首先不论创建1000个线程还是少量线程做IO复用,都离不开排队执行。并发的数量跟你使用的CPU的core数量有关系。我这里说的并发是指同一时间内同时处理请求的数量,时间单位你可以认为是1个CPU cycle。假设是4核的CPU,那最大并发数是4。你开1000线程和开4个线程IO复用,大家都是来抢4个CPU资源排队执行,但4个线程的做法明显开销小。另外很多人谈并发的时候是指再一段很长时间单位内比如1min,server的同时处理能力。题主要区分一下。如果想了解更多,可以关注一下我的几篇文章。


最近刚好写过一篇文章:I/O多路复用和Socket

个人觉得,IO复用的本质是在内核级别对fd进行轮询,哪个准备好了就通知用户代码,这么做最优。如果没有IO复用的话,你需要自己去轮询哪个fd准备好了,亦或者再次一点,一个线程阻塞等待一个fd

看了你画的图,我再补充一点。IO复用只在fd是否就绪这个问题上帮助用户代码,所谓就绪包括有下载请求到来。但是真正处理下载(即像客户端发送数据),是由用户自己的工作线程去处理的,如果同时请求量很大,超过了单机的处理能力,那么用户需要自己设计排队或者分流机制,这跟用不用IO复用没有关系。


如果没有io复用, 一个线程同时只等待一个fd. 为了同时等待很多fd就需要有很多线程, 这导致不小的线程切换开销.

复用(select/epoll)是说你可以用少量线程同时在很多fd上等待

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