作者：CppExplore 網址：http://www.shnenglu.com/CppExplore/
多路復用的方式是真正實用的服務器程序，非多路復用的網絡程序只能作為學習或著陪測的角色。本文說下個人接觸過的多路復用函數：select/poll/epoll/port。kqueue的*nix系統沒接觸過，估計熟悉了上面四種，kqueue也只是需要熟悉一下而已。
一、select模型
select原型：
int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);其中參數n表示監控的所有fd中最大值＋1。
和select模型緊密結合的四個宏，含義不解釋了：
FD_CLR(int fd, fd_set *set);
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
FD_SET(int fd, fd_set *set);
FD_ZERO(fd_set *set);
理解select模型的關鍵在于理解fd_set,為說明方便，取fd_set長度為1字節，fd_set中的每一bit可以對應一個文件描述符fd。則1字節長的fd_set最大可以對應8個fd。
（1）執行fd_set set; FD_ZERO(&set);則set用位表示是0000,0000。
（2）若fd＝5,執行FD_SET(fd,&set);后set變為0001,0000(第5位置為1)
（3）若再加入fd＝2，fd=1,則set變為0001,0011
（4）執行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待
（5）若fd=1,fd=2上都發生可讀事件，則select返回，此時set變為0000,0011。注意：沒有事件發生的fd=5被清空。
基于上面的討論，可以輕松得出select模型的特點：
（1)可監控的文件描述符個數取決與sizeof(fd_set)的值。我這邊服務器上sizeof(fd_set)＝512，每bit表示一個文件描述符，則我服務器上支持的最大文件描述符是512*8=4096。據說可調，另有說雖然可調，但調整上限受于編譯內核時的變量值。本人對調整fd_set的大小不太感興趣，參考http://www.shnenglu.com/CppExplore/archive/2008/03/21/45061.html中的模型2（1）可以有效突破select可監控的文件描述符上限。
（2）將fd加入select監控集的同時，還要再使用一個數據結構array保存放到select監控集中的fd，一是用于再select返回后，array作為源數據和fd_set進行FD_ISSET判斷。二是select返回后會把以前加入的但并無事件發生的fd清空，則每次開始select前都要重新從array取得fd逐一加入（FD_ZERO最先），掃描array的同時取得fd最大值maxfd，用于select的第一個參數。
（3）可見select模型必須在select前循環array（加fd，取maxfd），select返回后循環array（FD_ISSET判斷是否有時間發生）。
下面給一個偽碼說明基本select模型的服務器模型：
array[slect_len];
nSock=0;
array[nSock++]=listen_fd;(之前listen port已綁定并listen)
maxfd=listen_fd;
while
{
FD_ZERO(&set);
foreach (fd in array)
{
fd大于maxfd，則maxfd=fd
FD_SET(fd,&set)
}
res=select(maxfd+1,&set,0,0,0)；
if(FD_ISSET(listen_fd,&set))
{
newfd=accept(listen_fd);
array[nsock++]=newfd;
if(--res<=0) continue
}
foreach 下標1開始 (fd in array)
{
if(FD_ISSET(fd,&set))
執行讀等相關操作
如果錯誤或者關閉，則要刪除該fd，將array中相應位置和最后一個元素互換就好，nsock減一
if(--res<=0) continue
}
}
二、poll模型
poll原型:
int poll(struct pollfd *ufds, unsigned int nfds, int timeout);
struct pollfd {
int fd; /**//* file descriptor */
short events; /**//* requested events */
short revents; /**//* returned events */
};
和select相比，兩大改進：
（1）不再有fd個數的上限限制，可以將參數ufds想象成棧低指針，nfds是棧中元素個數，該棧可以無限制增長
（2）引入pollfd結構，將fd信息、需要監控的事件、返回的事件分開保存，則poll返回后不會丟失fd信息和需要監控的事件信息，也就省略了select模型中前面的循環操作，返回后的循環仍然不可避免。另每次poll阻塞操作都會自動把上次的revents清空。
poll的服務器模型偽碼：
struct pollfd fds[POLL_LEN];
unsigned int nfds=0;
fds[0].fd=server_sockfd;
fds[0].events=POLLIN|POLLPRI;
nfds++;
while{
res=poll(fds,nfds,-1);
if(fds[0].revents&(POLLIN|POLLPRI)){執行accept并加入fds中,if(--res<=0)continue}
循環之后的fds，if(fds[i].revents&(POLLIN|POLLERR )){操作略if(--res<=0)continue}
}
注意select和poll中res的檢測，可有效減少循環的次數，這也是大量死連接存在時，select和poll性能下降厲害的原因。
三、epoll模型
epoll阻塞操作的原型：
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout)
epoll引入了新的結構epoll_event。
typedef union epoll_data {
void *ptr;
int fd;
__uint32_t u32;
__uint64_t u64;
} epoll_data_t;
struct epoll_event {
__uint32_t events; /**//* Epoll events */
epoll_data_t data; /**//* User data variable */
};
與以上模型的優點：
（1）它保留了poll的兩個相對與select的優點
（2）epoll_wait的參數events作為出參，直接返回了有事件發生的fd，epoll_wait的返回值既是發生事件的個數，省略了poll中返回之后的循環操作。
（3）不再象select、poll一樣將標識符局限于fd，epoll中可以將標識符擴大為指針，大大增加了epoll模型下的靈活性。
epoll的服務器模型偽碼：
epollfd=epoll_create(EPOLL_LEN);
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,server_sockfd,&ev)
struct epoll_event events[EPOLL_MAX_EVENT];
while
{
nfds=epoll_wait(epollfd,events,EPOLL_MAX_EVENT,-1);
循環nfds，是server_sockfd則accept，否則執行響應操作
}
epoll使用中的問題：
（1）epoll_ctl的EPOLL_CTL_DEL操作中，最后一個參數是無意義的，但是在小版本號過低的2.6內核下要求最后一個參數一定非NULL，否則返回失敗，并且返回的errno在man epoll_ctl中不存在，因此安全期間，保證epoll_ctl的最后一個參數總非NULLL。
（2）如果一個fd（比如管道）的事件導致了另一個fd2的刪除，則必須掃描返回結果集中是否有fd2，有則在結果集中刪除，避免沖突。
（3）有文章說epoll在G網環境下性能會低于poll/select，看有些測試，給出的拐點在2w/s并發之后，我本人的工作范圍不可能達到這么高的并發，個人在測試性能的時候最大也是取的1w/s的并發，一個是因為系統單進程允許打開的文件描述符最大值，4w的數字太高了，另一個就是我這邊服務器的性能達不到那么高的性能，極限1.7w/s的響應，那測試的數據竟然在2w并發的時候還有2w的響應，不知道是什么硬件配置。或許等有了G網的環境，會關注epoll高并發下的性能下降
。
（4）epoll的LT和ET性能的差異，我測試的數據表明兩者性能相當，“使用epoll就是為了高性能，就是要使用ET模式”這個說法是站不住腳的。個人傾向于使用LT模式，編程簡單、安全。
四、port模型
port則和epoll非常接近，不需要前后的兩次掃描，直接返回有事件的結果，可以象epoll一樣綁定指針，不同點是
（1）epoll可以返回多個事件，而port一次只返回一個（port_getn可以返回多個，但是在不到指定的n值時，等待直到達到n個）
（2）port返回的結果會自動port_dissociate，如果要再次監控，需要重新port_associate
這個就不多說了。
可以看出select-->poll-->epoll/port的演化路線：
（1）從readset、writeset等分離到 將讀寫事件集中到統一的結構
（2）從阻塞操作前后的兩次循環 到 之后的一次循環 到精確返回有事件發生的fd
（3）從只能綁定fd信息，到可以綁定指針結構信息
五、抽象接口
綜合以上多路復用函數的特點，可以進行統一的封裝，這里給出我封裝的接口，也算是給一個思路：
virtual int init()=0;
virtual int wait()=0;
virtual void * next_result()=0;
virtual void delete_from_results(void * data)=0;
virtual void * get_data(void * event)=0;
virtual int get_event(void * event)=0;
virtual int add_data(int fd,XPollData * data)=0;
virtual int delete_data(int fd,XPollData *data)=0;
virtual int change_data(int fd,XPollData *data)=0;
virtual int reset_data(int fd,XPollData *data)=0;
使用的時候就是先init，再wait，再循環執行next_result直到空，每個result，使用get_data和get_event挨個處理，如果某個fd引起另一個fd關閉，調delete_from_results（除epoll，其它都直接return），處理完reset_data（select和port用，poll/epoll直接return）。