1. tcp backlog 参数
- tcp 在三次握手的时候：
- client 会发送一个 SYN 到 server。此时，客户端的 tcp 状态会变成 SYN_SEND，server 收到 SYN包后，将连接状态修改为 SYN——RCVD，维护一个 half open sync queue（半连接）队列，将当前连接加入到半连接队列。半连接的长度为 max(64, /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog) 。
- server 端给客户端回应一个 SYN_ACK 的包给 client。client 收到后，会将连接修改为ESTABLISHED，然后发送 ACK 到 server。
- server 收到 client 的 ACK 过后，将连接的状态修改为 ESTABLISHED，并把请求从 sync queue 半连接队列放到 accept queue，长度为min(backlog, somaxconn)。
- linux 在内核中维护了两个队列：sync queue 和 accept queue.
- backlog 和 somaxconn 两个参数，确定了 accept queue 的长度。
- 通过 ss -ln 命令查看 系统每个端口配置的 send-q 的长度。
2. IO 五种模型
讨论 IO 时关键的两个对象:
1. 调用 IO 的 process 或者 thread
2. 系统 kernerl
2.1. BIO
- 用户进程发起调用，kernel 准备数据，如果数据不完整，需要等待，那么 kernel 会一直等到数据完成，然后 kernel 将数据拷贝到用户内存，然后 kernel 返回结果
- 用户进程此时解除 blocking 的状态。
- 用户进程在等待，kernel 也在等待。所以 BIO 的情况下，两个阶段都被 block 了。
2.2. NIO
- 用户发起调用，如果 kernel 没有准备好，kernel 返回给 用户一个 error。此时用户不需要等待，而是马上获得了一个结果。当用户线程得到一个 error 时，会再次向 kernel 发起一个 read 操作。当 kernel 准备好了数据，并且又再次收到了用户线程的 read 操作，kernel 马上就将数据拷贝到用户内存，然后返回。
- 此时，用户线程，需要不断的询问 kernel，是否有准备好数据。
2.3. IO 复用（事件驱动 IO）
- select/epoll 的好处就在于单个 process 或者线程，可以同时处理多个 socket。
- 当用户进程执行 select，用户线程阻塞block，同时，kernel 会监听所有当前 select 负责的 socket，当任何一个 socket 中的数据准备好，select 就会返回，这个时候用户再执行 read 操作，将数据从 kernel 拷贝到用户内存。
- IO 复用和 BIO 类似，事实上，更差，因为要执行两次系统调用，一次是 select，一次 read，而 BIO 只执行了一次 read。但是select的好处在于，一个 select可以监听多个 socket(所以，如果连接数不高，select/epoll 的 web server 性能，不一定比 multi-thread + BIO 性能更好。select 的优点不是在于处理单个连接更快，而是能处理多个连接）。
- 对于 IO 复用，其实整个用户的 process 是阻塞的，阻塞的是 select 操作，而不是 socket IO。
- select, poll, epoll 的区别：
- select的几大缺点：
- 每次调用 select，都需要把 fd 集合从用户态，拷贝到内核态，当 fd 很多时，开销很大。
- 然后，select 都需要在内存遍历所有传递进来的 fd，在 fd 很多时，开销很大。
- select 支持的 fd 数量太小了，默认是 1024，可以修改到 65535.
- select 和 poll 的区别，描述 fd 集合的结构不一样，poll 使用 pollfd 结构，而 select 是fd_set 结构
- select 在 fd 很大量时，性能问题，出现了 epoll
- fd 不受限制，只受操作系统的最大文件句柄数限制。
- select 和 poll每次都会遍历所有的 fd，而 epoll 对每个 fd 上添加 callback 回调函数，当 fd 活跃时，会把自己加入到一个 活跃队列里。
- mmap，select,poll 需要将用户内存中的 fd 复制到内核中，而 epoll 使用 mmap 让内核和用户空间使用同一块内存。
- select的几大缺点：
2.4. 信号驱动 IO（不常用）
2.5. AIO（用得少）
- 用户线程发起 read 操作，kernel 收到请求后，马上返回，不会对用户线程产生任何的 block. 然后 kernel 在准备完成数据后，并且将数据拷贝到用户内存后，kernel 会发一个信号告诉用户线程，它 read 完成了。
- AIO 和 NIO 的区别：在 Server 端的体现为 Reactor 和 Proactor 的区别，NIO 是kernel 通知调用线程，数据准备好了，你可以来读了；而 AIO 是 kernel 通知调用线程，你要的数据，我已经读完，给你放到用户内存了。
3. 阻塞，非阻塞，同步， 异步，到底是什么？
阻塞和非阻塞的区别，就是表示发起系统调用的线程是否会被 block。阻塞时，用户线程被 block，非阻塞时，系统 kernel 在数据没有准备好时，马上给用户线程一个结果，否则，用户线程直接读取数据到用户内存（此时用户主线程是阻塞的）。
同步 IO 和 异步 IO 的区别是指：同步 IO 在做 IO 操作时，用户线程是否会被阻塞。
BIO,NIO,IO 复用都属于同步IO，NIO 在得知 kernel 中的数据就绪后，开始读取数据时，这个时候的 IO 操作是阻塞的。只有 AIO 是异步 IO 操作。
举几个不是很恰当的例子来说明这四个IO Model:
有A，B，C，D四个人在钓鱼：
A用的是最老式的鱼竿，所以呢，得一直守着，等到鱼上钩了再拉杆；
B的鱼竿有个功能，能够显示是否有鱼上钩，所以呢，B就和旁边的MM聊天，隔会再看看有没有鱼上钩，有的话就迅速拉杆；
C用的鱼竿和B差不多，但他想了一个好办法，就是同时放好几根鱼竿，然后守在旁边，一旦有显示说鱼上钩了，它就将对应的鱼竿拉起来；
D是个有钱人，干脆雇了一个人帮他钓鱼，一旦那个人把鱼钓上来了，就给D发个短信。
4. Reactor 和 Proactor 到底是什么?
- Reactor 和 Proactor 是一种多用在服务端的设计模式。
- Reactor 模式是指，有一个不断的等待或者循环的单独的线程，接受所有的 handler （创建连接，接收数据包，写数据包）的注册，然后向操作系统查询IO 是否就绪，如果就绪则调用响应的 handler 中的方法，执行请求，这个线程的角色就是 Reactor. —— Don’t call us, we’ll call you.
- 在 Reactor 模式中，操作系统只负责通知 IO 就绪，具体的 IO 操作，读写，还是需要在自己的业务线程 handler 中去做。而 Proactor 则更近一步，操作系统直接将 IO 操作执行完成，例如读取，直接将数据读取到内存 buffer 中，而 handler 只负责自己的逻辑，真正做到了 IO 与程序处理异步执行。所以，我们说 Reactor 一般是同步 IO，Proactor 是异步 IO.
