IO模型
- Unix五种可使用的I/O模型
- Blocking I/O
- Nonblocking I/O
- I/O Multiplexing
- Signal Driven I/O
- Asynchronous I/O
- 五种模型比较
- 参考资料
Unix五种可使用的I/O模型
Unix有五种可以使用的IO模型，分别是:
- blocking io
- nonblicking io
- io multiplexing
- signal driven io
- asynchrous io
我们知道， 当有input操作的时候，会发生下面两种事情:
- 等待数据ready
- 把数据从内核copy到进程中
这个第一步通常是等待网络的数据到达， 当数据到达之后， 把数据复制到内核的缓冲区中； 第二部便是把数据从内核的缓冲区复制到应用缓冲区中。
Blocking I/O
阻塞IO，大多数的io模型都是这种， 所有的socket被阻塞，直到数据准备好。
我们使用UDP代替TCP举例子，因为UDP中数据ready是一个很简单的过程，TCP更复杂.
当进程要读取数据的请求时候， 便会阻塞在这， 直到数据准备好。这样会导致进程中其他的操作要等待这个IO操作完成。
Nonblocking I/O
上面这个流程是 非阻塞IO的模型， 当进程要进行数据读写的时候， 不被阻塞在此处， 内核会返回 一个标示来告诉进程， 此时内核正在准备数据， 请等一会再过来请求。 当内核把数据准备完成之后， 进程再次请求的时候便可以进行 “内核复制数据到应用缓存” 中啦。
I/O Multiplexing
IO多路复用模型，当应用程序请求数据的时候，进程将会调用Unix内核提供的Select或者Poll方法， 并且进程等待，直到有任何一个Select准备好数据。
Signal Driven I/O
信号驱动IO模型， 当进程请求数据的时候，向内核注册“准备数据”的信号，并且进程挂起，直到内核使用“准备数据”信号将进程唤醒， 接着进程开始将内核中的数据复制到应用缓冲区中，读取数据完成。
Asynchronous I/O
异步IO模型，当进程请求数据的时候，调用内核的接口，将要写入数据的目标地址也告诉内核， 这样进程就不再等待， 继续执行其他的事情。 内核接收到应用程序的异步请求，便自己运行，将数据准备好，并且将数据复制到进程指定的地方。
五种模型比较
在这五种模型中， 前四种都是同步IO的模型， 没错，前四种都是同步IO， 只有第五种是异步IO。
为什么这么说，因为前四种都在数据准备阶段进行 挂起／睡眠／等待。 他们都要等待内核准备好数据才回进行下面的操作
模型1同步阻塞IO和模型2同步非阻塞IO的区别比较明显，这里便不多做考虑， 我们看下3多路复用IO和4信号驱动IO各有什么好处。
我觉得多路复用IO最大的好处是不阻塞入口，因为这里涉及到内核poll和select函数，所以可能不太好理解， 我们拿Java多线程举例：
// thread 1
while (true) {
request = server.accept();
registrySelect(request);
}
// thread 2
while (true) {
readyRequest = selectDataReady()
dispose(readyRequest)
}
这里有两个线程， 线程1接收请求， 如果接收到请求后将请求注册到select中， select的作用就是查询是否有数据准备好的请求， 如果有便处理该请求。
第五个异步IO就不用说了。
参考资料
这里将多路复用还蛮清楚的 UNIX Network Programming, Volume 1, Third Edition, The Sockets Networking API 6.2 IO Models