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一 高性能IO模型
1. 同步IO、异步IO、阻塞IO、非阻塞IO
通过IO模型介绍异步、同步、阻塞、非阻塞的IO看,本节参考文章:
https://www.cnblogs.com/euphie/p/6376508.html
这里统一使用Linux下的系统调用recv作为例子,它用于从套接字上接收一个消息,因为是一个系统调用,所以
调用时会从用户进程空间切换到内核空间运行一段时间再切换回来。默认情况下recv会等到网络数据到达并且复制到
用户进程空间或者发生错误时返回,而第4个参数flags可以让它马上返回。
(1)阻塞IO模型
使用recv的默认参数一直等数据直到拷贝到用户空间,这段时间内进程始终阻塞。A同学用杯子装水,打开
水龙头装满水然后离开。这一过程就可以看成是使用了阻塞IO模型,因为如果水龙头没有水,他也要等到有水
并装满杯子才能离开去做别的事情。很显然,这种IO模型是同步的。
(2)非阻塞IO模型
改变flags,让recv不管有没有获取到数据都返回,如果没有数据那么一段时间后再调用recv看看,如此循
环。B同学也用杯子装水,打开水龙头后发现没有水,它离开了,过一会他又拿着杯子来看看……在中间离开的
这些时间里,B同学离开了装水现场(回到用户进程空间),可以做他自己的事情。这就是非阻塞IO模型。但是它
只有是检查无数据的时候是非阻塞的,在数据到达的时候依然要等待复制数据到用户空间(等着水将水杯装满),
因此它还是同步IO。
(3)IO复用模型
这里在调用recv前先调用select或者poll,这2个系统调用都可以在内核准备好数据(网络数据到达内核)时告
知用户进程,这个时候再调用recv一定是有数据的。因此这一过程中它是阻塞于select或poll,而没有阻塞于
recv,有人将非阻塞IO定义成在读写操作时没有阻塞于系统调用的IO操作(不包括数据从内核复制到用户空间时
的阻塞,因为这相对于网络IO来说确实很短暂),如果按这样理解,这种IO模型也能称之为非阻塞IO模型,但是
按POSIX来看,它也是同步IO,那么也和楼上一样称之为同步非阻塞IO吧。这种IO模型比较特别,分个段。因
为它能同时监听多个文件描述符(fd)。这个时候C同学来装水,发现有一排水龙头,舍管阿姨告诉他这些水龙头
都还没有水,等有水了告诉他。于是等啊等(select调用中),过了一会阿姨告诉他有水了,但不知道是哪个水龙
头有水,自己看吧。于是C同学一个个打开,往杯子里装水(recv)。这里再顺便说说鼎鼎大名的epoll(高性能的代
名词啊),epoll也属于IO复用模型,主要区别在于舍管阿姨会告诉C同学哪几个水龙头有水了,不需要一个个打
开看(当然还有其它区别)。
(4)信号驱动IO模型
通过调用sigaction注册信号函数,等内核数据准备好的时候系统中断当前程序,执行信号函数(在这里面调
用recv)。D同学让舍管阿姨等有水的时候通知他(注册信号函数),没多久D同学得知有水了,跑去装水。是不是
很像异步IO?很遗憾,它还是同步IO(省不了装水的时间啊)。
(5)异步IO模型
调用aio_read,让内核等数据准备好,并且复制到用户进程空间后执行事先指定好的函数。E同学让舍管阿
姨将杯子装满水后通知他。整个过程E同学都可以做别的事情(没有recv),这才是真正的异步IO。
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原文地址:https://www.cnblogs.com/jialanshun/p/10628371.html