你能完全理解这张图吗？

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1.多路复用方式：多路复用方式是指当任何I/O有& quot事件& quot，这样我们的节目就变成了& quot多面手& quot，好像它可以同时处理多个I/O事件。

2.应用条件：

标准输入文件描述符已经准备好被读取。侦听套接字已准备就绪，新连接已成功建立。连接的套接字已准备好写入。如果I/O事件等待时间超过10秒，就会发生超时事件。3.中断的概念：

当cpu运行进程A时，进程B发起一个中断请求IRQ，中断处理程序处理该请求，挂起进程A，然后运行进程B.

中断的过程：将当前正在运行的进程的运行信息保存到进程的描述符中。根据进程描述符的内核状态堆栈指针切换到内核状态。根据IRQ在中断表中查找中断处理程序。运行中断处理程序。(看似是流程执行中断，但与流程无关)

4.硬中断的概念：

对于计算机硬件来说，一般是和当时的CPU请求异步的(没关系)，比如来自网关的消息。

5.对软中断的理解：

当CPU正在执行一个代码段时，它遇到一个问题，中断它并从用户模式切换到内核模式。

6.每个中断都有相应的中断处理程序。

每个进程在用户模式和内核模式下都有一个堆栈。

8.为什么要有两种状态(内核状态和用户状态)？

内核态和用户态的权限是不同的。防止每个程序都分配过多资源。用户模式下的进程可以访问的资源受到严格控制，而内核模式下运行的进程可以& quot为所欲为& quot。

一个进程既可以运行在用户态，也可以运行在内核态，所以两者之间必然有一个在用户态和内核态之间切换的过程。

比如C库的接口malloc，申请动态内存，malloc的实现最终会调用brk()或者mmap()系统调用来分配内存。

9.从用户模式切换到内核模式有三种方式：

系统调用，上面已经解释过了，我在微信官方账号之前的文章里也解释过了。事实上，系统调用本身就是一个中断，但软件中断不同于硬中断。异常：如果当前进程运行在用户模式下，如果此时发生异常事件，就会触发切换。例如：缺页异常。外设中断：当外设完成用户的请求时，它会向CPU发送一个中断信号。10.插座的小演示

11 .套接字底层逻辑图

12.阻塞模式下的情况

写

(1)要传输的数据大于输出缓冲区的大小，需要单独传输，传输没有暂停。

(2)输出缓冲区TCP正在输出其他数据，需要TCP在写入前释放输出缓冲区。

读

(1)如果输入缓冲区没有数据，系统调用的方法挂起。

(2)缓冲区数据太多，一次只能读一部分，需要慢慢读，直到读完。

13.在非阻塞模式下

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写

(1)如果写入输出缓冲区的数据太多，会批量发送，但会马上告诉你已经发送了多少。

(2)如果空间为0，会立即告诉你缓冲区已满，最后一个程序会决定怎么做。(阻塞将被暂停，直到缓冲区被释放。)

14.进程从用户模式切换到内核模式：

1.从当前进程的描述符中提取内核堆栈的ss0和esp0信息。

2.使用ss0和esp0指向的内核堆栈保存当前进程的CS、EIP、Eflags、SS和ESP的信息。这个进程也完成了从用户栈到内核栈的切换过程，保存了Z挂起的程序的下一条指令.

3.将中断向量获取的中断处理程序的CS和EIP信息加载到相应的寄存器中，并开始执行中断处理程序。此时，切换内核模式的程序执行。

15.Linux中的一切都是一个文件fd。

16.select函数

#包括ys/select。提示select(intmaxfdp 1，fd_set*readset，fd_set*writeset，fd_set*exceptset，struct time val * time out)；1)maxfdpl最大有效位。(因为fd_set是以位图来保存数据的Linux操作系统操作系统默认1024位位图最大有效位之后不需要检查)

2)fd_set*readset可读文件描述符集

p>3)fd_set*writeset　　可写文件描述符集

4)fd_set*exceptset　　异常文件描述符集

5)timeout　　超时时间

Linuxselect函数的宏

#include<sys/select.h>intFD_ZERO(intfd,fd_set*fdset);//将描述符集全部置0intFD_CLR(intfd,fd_set*fdset);//intFD_SET(intfd,fd_set*fd_set);//将某个位置位intFD_ISSET(intfd,fd_set*fdset);//检查某个位是否被置位

select函数缺点：

1）固定文件描述符1024位的bitmap，请求过大则无法描述，有大小限制

2）fd_set不可重用，每次都有重新置位

3）有用户态到内核态切换的开销

4）每次函数返回都需要O（n）的时间进行遍历

17.poll函数

我们将select函数的bitmap结构的fd_set变为自己实现的pollfd

使用链表来进行文件描述，不存在大小限制问题。

18.epoll函数

19.同步调用、异步调用：

同步：B来向A拿取数据，B一直等到A正确交付数据。

异步：B来向A拿取数据，B见A还在准备则返回进行自己的事情。

20.阻塞、非阻塞

A向B拿数据，C也向A要数据，C要等待则是阻塞。

A向B拿数据，C也向A要数据，A同时服务BC则是非阻塞。

同步与异步

同步：同步就是发起一个调用后，被调用者未处理完请求之前，调用不返回。异步：异步就是发起一个调用后，立刻得到被调用者的回应表示已接收到请求，但是被调用者并没有返回结果，此时我们可以处理其他的请求，被调用者通常依靠事件，回调等机制来通知调用者其返回结果。

同步和异步的区别最大在于异步的话调用者不需要等待处理结果，被调用者会通过回调等机制来通知调用者其返回结果。

阻塞和非阻塞

阻塞：阻塞就是发起一个请求，调用者一直等待请求结果返回，也就是当前线程会被挂起，无法从事其他任务，只有当条件就绪才能继续。非阻塞：非阻塞就是发起一个请求，调用者不用一直等着结果返回，可以先去干其他事情。

21.网络通信例子

服务端

客户端

我们可以看到服务端有2个方法accept和read都在阻塞，这就是我们的BIO（同步阻塞I/O模式）

优化：我们可以使用多线程、线程池等来优化，关键是有很多不活跃的线程时，占用资源过多，上下文切换过多。

22.使用NIO优化通信例子（服务器端客户端无所谓）

23.windows的NIO是selectlinux的NIO底层是eqpoll。

Redis的NIO是epoll，只能在Linux环境运行，但是有win版本，是大神修改了redis代码。