I/O 多路复用

I/O 多路复用让一个线程等待多个文件描述符（socket、管道等）的就绪事件；有事件时再处理相应 I/O。它适合大量连接但每个连接大部分时间空闲的网络服务器。

“就绪”通常表示读/写操作可能不阻塞，不等于一定读到完整应用消息。非阻塞 I/O、缓冲区和协议解析仍不可少。

select、poll、epoll 对比

特性	select	poll	epoll（Linux）
监听集合	位图 fd_set	pollfd 数组	内核维护兴趣集合
FD 数量	常有 FD_SETSIZE 上限	无 fd_set 固定上限	受系统资源限制
每次调用	用户态传入并扫描整个集合；结果也需扫描	用户态传入并扫描整个数组	epoll_ctl 注册/修改；epoll_wait 返回就绪事件
大量空闲连接	扫描成本 O(n)	扫描成本 O(n)	通常更适合，返回活跃事件
可移植性	POSIX，广泛支持	POSIX，广泛支持	Linux 特有

epoll 的优势不意味着所有负载下都必然更快：连接少、绝大部分连接都很活跃或事件处理成本主导时，差异可能不明显。

epoll 使用要点

1. 创建 epoll 实例；
2. 把监听 socket 和连接 socket 通过 epoll_ctl 注册 EPOLLIN、EPOLLOUT 等兴趣事件；
3. 用 epoll_wait 阻塞等待就绪事件；
4. 对返回事件执行 accept/read/write，并维护每个连接的状态机和缓冲区。

LT 与 ET

• 水平触发（LT）：只要 FD 仍可读/可写就持续通知，使用简单，是默认模式。
• 边缘触发（ET）：仅在状态从未就绪变为就绪时通知，减少重复通知；一般必须配合非阻塞 FD，并循环读/写直到返回 EAGAIN，否则可能遗漏后续处理机会。

epoll 是就绪通知机制，不是“自动回调框架”；程序仍需正确处理部分读写、连接关闭、错误、背压和任务调度。

适用边界

I/O 多路复用解决的是等待大量 I/O 的问题。若单个请求包含 CPU 密集计算，应交给线程池、进程池或异步任务系统，避免阻塞事件循环。跨平台可选 kqueue（BSD/macOS）、IOCP（Windows）或封装库（如 libuv、Asio）。