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最近看到OVS用户态的代码，在接收内核态信息的时候，使用了Epoll多路复用机制，对其十分不解，于是从网上找了一些资料，学习了一下《UNIX网络变成卷1：套接字联网API》这本书对应的章节，网上虽然关于该主题的博文很多，并且讲解的很详细，但是在这里还是做一个学习笔记，记录一下自己的想法。
在《UNIX网络变成卷1：套接字联网API》这本书中，提到了五种I/O模型，分别为：阻塞式I/O、非阻塞式I/O、I/O复用（Epoll、select都是一种I/O复用机制），信息驱动式I/O、异步I/O，下面具体的一一介绍。
阻塞式I/O模型阻塞，顾名思义，当进程在等待数据时，若该数据一直没有产生，则该进程将一直等待，直到等待的数据产生为止，这个过程中进程的状态是阻塞的。
如上图所示，在linux中，用户态进程调用recvfrom系统调用接收数据，当前内核中并没有准备好数据，该用户态进程将一直在此等待，不会进行其他的操作，待内核态准备好数据，将数据从内核态拷贝到用户空间内存，然后recvfrom返回成功的指示，此时用户态进行才解除阻塞的状态，处理收到的数据。
从上述过程可以看出，用户态接收内核态数据的时候，主要有两个过程：内核态获得数据-->将数据从内核态的内存空间中复制到用户态进程的缓冲区中
非阻塞式I/O模型在非阻塞式I/O模型中，当进程等待内核的数据，而当该数据未到达的时候，进程会不断询问内核，直到内核准备好数据。
如上图，用户态进程调用recvfrom接收数据，当前并没有数据报文产生，此时recvfrom返回EWOULDBLOCK，用户态进程会一直调用recvfrom询问内核，待内核准备好数据的时候，recvfrom才返回结果，之后用户态进程不再询问内核，待数据从内核复制到用户空间，用户态进程开始处理数据。
需要注意的是，recvfrom不是等待数据从内核态复制到用户态之后才返回信息，而是当数据准备好就返回，所以之后当数据从内核复制到用户空间中的这一段时间中，用户态进程是处于阻塞的状态的。
非阻塞式I/O模型，个人觉得这个名字可能有点混淆，并不是和阻塞式模型是完全对立的，不是说进程等不到数据，就去做别的事情，恰恰进程这个时候一直在原地等待数据的到来，与阻塞式模型不同的是，非阻塞相当于进程一直在敲门问“数据好了么，快给我”，然后房门后的人说“没有准备好，请稍后！”，这个过程是一种轮询的状态，而阻塞式是佛系的态度，敲了一次门，房门后的人没有给任何回应，于是就去睡觉，啥都不做，直到房门后的人做出响应叫醒他，进程才去做下一步动作。
I/O复用模型在ovs的用户态源码里，就用到了I/O复用模型，在计算机网络里面，有很多关于“复用”的用法，比如多路复用，意思就是本来一条链路上一次只能传输一个数据流，如果要实现两个源之间多条数据流同时传输，那就得需要多条链路了，但是复用技术可以通过将一条链路划分频率，或者划分传输的时间，使得一条链路上可以同时传输多条数据流。
套用到I/O复用模型上，可以对应到如下应用场景：如果一个进程需要等到多种不同的消息，那么一般的做法就是开启多条线程，每个线程接收一类消息，如果每个线程都是采用阻塞式I/O模型，那么每个线程在消息未产生的时候就会阻塞，也就是说在多线程中使用阻塞式I/O。I/O复用就是基于上述的场景中，无需采用多线程监听消息的方式，进程直接监听所有的消息类型，这其中就涉及到select、poll、epoll等不同的方法。
如上图所示，用户态进程采用select的方法，通过select可以等待多个不同类型的消息，如果其中有一个类型的消息准备好，则select会返回信息，然后用户态进程调用recvfrom接收数据。
可以将select复用机制看作是一个描述符集合的管理，进程通过向这个集合中放入不同的描述符，用来等待不同的消息产生，然后通过select统一的进行管理，让其可以同时等待这个集合中任意一个事件的产生。