文件I/O与I/O多路复用
1.文件表
进程打开一个文件，会与三个表发生关联，分别是：文件描述符表、文件表、索引结点表。
在 Linux/Unix 系统中，Socket 确实被抽象为一种特殊的文件。这是 Unix “一切皆文件”（Everything is a File）设计哲学的体现。
在 /proc/pid/fd/ 中可见。
为什么fork之后，要把不用的文件关掉
防止资源泄漏，每个打开的文件描述符都会占用系统资源。系统对单个进程和整个系统能打开的文件描述符数量都有限制。
C 标准库（stdio）中 fread 和 fwrite 的缓冲机制。这是理解高性能 I/O 操作的关键之一。
一、为什么需要缓冲？
核心目的：减少系统调用的次数，极大提升 I/O 效率。
stdin 和 stdout 如果指向终端（交互式设备），通常是行缓冲；如果被重定向到文件，则通常变为全缓冲。
2.多路复用
1.select 的作用
1.select 的核心作用是：允许一个进程（或线程）同时监视多个文件描述符（File Descriptor, FD），等待其中一个或多个 FD 变得“可读”、“可写”或“发生异常”，然后通知程序进行相应的读写操作。
简单来说，它解决了“一个服务端程序如何同时高效地处理多个客户端连接”的问题，而不需要为每个连接都创建一个进程或线程。
2.为什么要用 select？—— 解决的核心问题
在 select/poll/epoll 这类技术出现之前，处理多个网络连接的常规方法是：
多进程模型：accept 一个连接就 fork 一个子进程来处理。问题：进程创建、销毁、上下文切换开销巨大，资源占用高，难以应对成千上万的连接（这就是著名的 C10K problem）。
多线程模型：accept 一个连接就创建一个线程。问题：虽然比进程轻量，但大量线程的上下文切换开销依然很大，而且编程中线程同步非常复杂。
非阻塞忙轮询（Busy-polling）：将 socket 设为非阻塞，然后在一个循环里依次调用 recv 检查每个连接。问题：CPU 资源被极大浪费，因为大部分时间都是在做无用的检查。
select 的出现就是为了克服上述模型的缺点：
资源高效：一个线程就能管理成百上千个网络连接，大大降低了系统资源消耗。
避免忙等待：在没有事件发生时，select 会阻塞（睡眠），让出 CPU 资源。只有当事件发生（或有信号中断）时，它才会被唤醒，从而高效利用 CPU。
统一事件管理：可以同时等待多种类型的 I/O 事件（可读、可写、异常），使得程序能够统一处理所有连接的 I/O 活动。
3.核心步骤对应代码
设置集合：FD_ZERO, FD_SET 初始化并填充需要监视的 fd（如监听 socket 和所有客户端 socket）。
阻塞等待：调用 select(nfds, &readfds, NULL, NULL, NULL)。
检查结果：select 返回后，使用 FD_ISSET 遍历所有 fd，判断哪些 fd 上有事件发生。
处理事件：
如果是监听 socket 可读，说明有新连接，调用 accept。
如果是客户端 socket 可读，说明有数据到来，调用 recv。
2.poll 相对于select的真正优势
既然都需要轮询，那 poll 的优势在哪里？它解决的是 select 的其他设计缺陷：
问题 select poll
连接数限制 有，受 FD_SETSIZE (通常1024) 限制 无硬性限制，仅受系统内存限制
内核反馈机制 使用“传入-传出”参数，每次调用后原始集合被破坏，需要重置。 使用独立的 events(输入)和revents(输出)字段，无需重置。
处理异常 需要额外的 exceptfds 集合。 可以通过 events 字段直接设置
3.epoll
解决了这个轮询问题，epoll 的工作方式是“事件就绪通知”：
你告诉内核要监视哪些 FD（通过 epoll_ctl）。
当事件就绪时，epoll_wait 调用返回，它只给你一个装满就绪事件的数组，这个数组的大小恰好就是就绪 FD 的数量。
你直接处理这个数组即可，时间复杂度是 O(就绪的fd数量)，而不是 O(总共监视的fd数量)。
epoll_create1: 创建一个 epoll 实例，返回一个文件描述符（epfd），用于管理所有待监视的 FD。
epoll_ctl: 向 epoll 实例（epfd）添加、修改或删除要监视的 FD 及其感兴趣的事件（EPOLLIN, EPOLLOUT 等）。这个操作只需执行一次，而不是每次循环都传递整个集合。
epoll_wait: 等待事件发生。它只返回那些已经就绪的 FD 信息（一个 events 数组），数量就是就绪的 FD 数。应用程序无需遍历所有监视的 FD，直接处理这些就绪的事件即可。这是 O(1) 的复杂度。