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想象这样一个场景：老师站在讲台上提问，下面100个学生把答案写在纸上，谁写完谁举手示意，让老师来检查，完成的好就可以放学回家。如果学生张三举手，李四也举手，就表示他们已经完成了，老师就立即依次去检查张三和李四的答案，检查完毕，老师就可以返回讲台休息或者溜达等等，接着王五，赵四儿又举手，然后老师马上去检查他们的答案。。。以此往复。
如上这种生活现象就是 I/O 多路复用模型，Linux下的 select、poll，和epoll 就是实现的这种机制，这样就避免了大量的无用操作，比如，老师不需要依次的等待一个学生写完了，然后检查一个学生，检查完毕，再去等待下一个学生。。。（对应多客户端单线程模型），也不需要请100个老师，每个老师对应1个学生（一客户端一线程的 BIO 模型），而是让所有学生先自己闷头写答案，写完才主动举手示意，老师在去检查答案，处理完毕，老师就可以走了，继续等待其它学生举手，全程一个老师就能处理（epoll 函数），这就是所谓的非阻塞模式。另外，老师也不需要顺序的询问每个学生的问题完成情况（select 函数）只需要看谁举手。。。这样老师不烦躁，学生也能专心答题。
类比到通信，整个I/O过程只在调用 select、poll、epoll 这些调用的时候才会阻塞，收发客户消息是不会阻塞的，整个进程或者线程就被充分利用起来，从而使得系统在单线程（进程）的情况下，可以同时处理多个客户端请求，这就是I/O 多路复用模型。与传统的多线程（单线程）模型相比，I/O多路复用的最大优势就是系统开销小，系统不需要创建新的额外线程，也不需要维护这些线程的运行、切换、同步问题，降低了系统的开发和维护的工作量，节省了时间和系统资源。
主要的应用场景，服务器需要同时处理多个处于监听状态或多个连接状态的套接字，服务器需要同时处理多种网络协议的套接字。
支持I/O多路复用的系统调用主要有select、pselect、poll、epoll。而当前推荐使用的是epoll，优势如下：
- 支持一个进程打开的socket fd（file description）不受限制
- I/O效率不会随着fd数目的增加而线性下将
- 使用mmap加速内核与用户空间的消息传递。
- epoll拥有更加简单的API。
而常见的一种 I/O 多路复用模型有所谓的 reactor 模式，Netty 就实现了多线程的 reactor 模型（reactor 模型有三种，单线程，多线程和主从），即当有感兴趣的事件（event）发生，就通知对应的事件处理器（ChannelHandler）去处理这个事件，如果没有就不处理。故用一个线程（NioEventLoop）做轮询就可以了。如果要获得更高性能，可以使用少量的线程，一个负责接收请求（boss NioEventLoopGroup），其他的负责处理请求（worker NioEventLoopGroup），对于多 CPU 时效率会更高（Netty 的线程池会默认启动 2 倍的 CPU 核数个线程）。
后续笔记会详细分析。
在网络编程层次，这些Socket函数是操作系统内核实现的，用户代码无法触及，只能使用，这些内核代码把TCP/IP协议栈和网卡封装，暴露出来对用户友好的API，就成了所谓的 Socket 函数，用户代码可以用这些 Socket 函数操纵本地的TCP/IP协议栈和网卡，和服务器通信。
回到网络层次，OSI 的上三层等价于 TCP/IP 协议族的应用层（典型的 Telnet、FTP 等应用）, OSI 下两层等价于 TCP/IP 协议族中随系统提供的设备驱动程序和硬件。在一个网络程序中, 对应OSI 模型，上三层处理应用本身的细节，却对应用底层的通信细节了解很少；下四层可以处理所有的底层网络的通信细节。OSI 的上三层可以对应所谓的用户进程，下四层通常对应操作系统内核的一部分，因此，把第4层和第5层之间的接口抽象为 Socket API 是自然而然的一个过程，即所谓的 Socket 所处的位置就是 TCP/IP 协议族应用层和传输层的交界处。
具体分析如下，在连接建立阶段，客户端调用 connect() 函数发起主动连接——触发客户端的 TCP 协议栈发送 SYN 报文，此时客户端处于 SYN-SENT 态，如下。而在此之前，服务端的 Socket 需要已经处于监听态（LISTEN），在 Linux 上就是调用 listen() 函数即可实现监听 Socket。
服务端的 TCP 协议栈收到该 SYN 报文后，发送给处于 LISTEN 状态的服务端 Socket，服务端应用进程通过调用 accept() 函数触发其 TCP 协议栈发送 SYN+ACK 报文返回给客户端，此时服务端从 LISTEN 态转移到 SYN-RCVD 态。
客户端收到服务端的 SYN+ACK 报文后，发送确认的 ACK 报文，此时客户端从 SYN-SENT 态进入 ESTABLISHED 态，当服务端收到客户端的 ACK 报文后，同样会从 SYN-RCVD 态也进入 ESTABLISHED 态，此时服务端的 accept() 函数返回。
经过如上三个报文交互，TCP 连接建立，然后就可以进行数据传输。
在数据传输阶段，客户端的 Socket 可以调用 send() 函数发送数据，然后服务端的 Socket 接到客户端 Socket 传来的请求，调用 read() 函数读取，调用 write() 函数写入响应。
在连接断开阶段，以客户端主动关闭为例子。
客户端的 TCP 协议栈主动发送一个 FIN 报文，主动关闭到服务端方向的连接，此时客户端状态从 ESTABLISHED 态转移到 FIN-WAIT-1 态。通过调用 close() 函数即可实现。
服务端 TCP 协议栈收到 FIN 报文，就发回客户端一个 ACK 报文确认关闭，此时，服务端状态从 ESTABLISHED 态转移到 CLOSE-WAIT 态（因为是被动关闭），和 SYN 一样，一个 FIN 也占用一个序号，同时服务端还向客户端传送一个文件结束符。当客户端接受到服务端确认关闭的报文后，客户端状态从 FIN-WAIT-1 态转移到 FIN-WAIT-2 态。
接着这个服务端程序就关闭它的连接，这会导致服务端的 TCP 协议栈也会发送一个 FIN 报文给客户端，这里也能清楚看到，ACK 不消耗序号。此时，服务端状态从 CLOSE-WAIT 转移到 LAST-ACK 态。
客户端收到服务端的 FIN 报文，也必须发回一个ACK 确认报文。此时，客户端状态从 FIN-WAIT-2 态转移到 TIME-WAIT 态。
至此，TCP 连接关闭。
1 fd_set readfd; 2 struct timeval timeout; 3 4 FD_ZERO(&readfd); // 初始化 readfd 5 FD_SET(gps_fd, &readfd); // 把 gps_fd 加入 readfd 6 timeout.tv_sec = 3;
