Web Server项目实战2-Linux上的五种IO模型

上一节内容的补充：I/O多路复用是同步的，只有调用某些API才是异步的

Unix/Linux上的五种IO模型

a.阻塞 blocking

调用者调用了某个函数，等待这个函数返回，期间什么也不做，不停地去检查这个函数有没有返回，必须等这个函数返回才能进行下一步动作。

b.非阻塞 non-blocking

非阻塞等待，每隔一段时间就去检测IO事件是否就绪，没有就绪时可以去做其他事。非阻塞IO执行系统调用时总是立即返回，不管事件是否已经发生，若事件没有发生，则返回-1，此时可以根据errno区分这两种情况，对于 accept, recv, send 这些事件未发生时，errno 通常被设置为 EAGAIN

c. IO复用 IO multiplexing

Linux用 select/poll/epoll 函数实现 IO 复用模型，这些函数也回使进程阻塞，但是和阻塞 IO 所不同的是这些函数可以同时阻塞多个 IO 操作。而且可以同时对多个读操作、写操作的 IO 函数进行检测，直到有数据可读或可写时，才真正调用 IO 操作函数。

*注意：IO 复用的目的并不是提高程序处理多个客户端的能力，单线程、单进程同时检测多个文件描述符是否可以执行 IO 操作的能力

d.信号驱动 signal-driven

Linux用套接口进行信号驱动 IO ，安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞，当 IO 事件就绪，进程收到 SIGIO 信号，然后处理 IO 事件。

在上图中，“等待数据”为阶段一，“数据从内核空间拷贝到用户空间”为阶段二。内核在阶段一是异步的，在阶段二是同步的；与非阻塞 IO 的区别在于它提供了消息通过机制，不需要用户进程不断地轮询检查，减少了系统 API  的调用次数，提高了效率。

e.异步 asynchronous

Linux中，可以调用 aio_read 函数告诉内核文件描述符缓冲区指针和大小、文件偏移量及通知的方式，然后立即返回，此时用户进程可以去做自己的事情。当内核将数据拷贝到缓冲区后，再通知应用程序。

以上五种 IO 模型，在实际应用中，最常用的是非阻塞模型和 IO 复用模型。