I/O模型
Unix下共有五種I/O模型：
1>:阻塞I/O
2>:非阻塞I/O
3>:I/O多路復(fù)用
4>:信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O
5>:異步I/O
其中前四種是同步I/O模型，只有第五種是異步的。
同步與異步：
這里的同步和兩個(gè)實(shí)體之間通信中的同步的概念是不一樣的，這里的同步是指關(guān)于這個(gè)I/O中的一系列動(dòng)作都需要自己來(lái)完成，無(wú)論你是原地等待事件的發(fā)生（阻塞）還是當(dāng)某個(gè)事件已經(jīng)準(zhǔn)備好的時(shí)候你去完成后面的的動(dòng)作（非阻塞）都屬于同步。
異步，它是指是調(diào)用另一個(gè)執(zhí)行者去完成，當(dāng)執(zhí)行者發(fā)現(xiàn)要處理的時(shí)間后調(diào)用你，你再完成這件事情，執(zhí)行的過(guò)程和你的動(dòng)作是不牽扯的。
阻塞與非阻塞：
阻塞是指，等待某個(gè)事件的發(fā)生，如果它沒(méi)有發(fā)生則一直等待下去直到事件發(fā)生為止。
非阻塞，不需要死死的等待，當(dāng)它有返回的時(shí)候再去處理。
1>阻塞I/O
使用的I/O函數(shù)，導(dǎo)致程序阻塞，等待數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)沒(méi)有準(zhǔn)備好則一直等待。
例如我們使用的阻塞式的socket創(chuàng)建套接字的時(shí)候，調(diào)用accept/recvfrom/connect...等都會(huì)是阻塞式的等待連接，請(qǐng)求或者數(shù)據(jù)的到來(lái)
阻塞式的函數(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但它有很多的問(wèn)題，首先作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器，阻塞式的等待會(huì)浪費(fèi)大量的資源和時(shí)間，當(dāng)服務(wù)器調(diào)用函數(shù)sendto給遠(yuǎn)端的一個(gè)客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，這時(shí)候不做其他的事情那么往后的動(dòng)作都堵塞在后面，這樣顯然是不合適的，解決這種問(wèn)題的方法往往是創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程或者線程去解決這件事，因?yàn)檫M(jìn)程的開(kāi)銷(xiāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于線程的開(kāi)銷(xiāo)，所以使用多線程的方法解決是很行得通的。
阻塞式的I/O的好處就是它非常的穩(wěn)定，他能保證連接保證接受和發(fā)送數(shù)據(jù)的確定性，這是大多大的互聯(lián)網(wǎng)公司使用多線程的原因，并且使用線程池也會(huì)大大增加線程開(kāi)啟的效率。
2>非阻塞式I/O
調(diào)用socket函數(shù)并將其設(shè)置為非阻塞模式，設(shè)置方式，linux下調(diào)用fcntl()函數(shù)。
非阻塞方式下，當(dāng)前執(zhí)行流不再以睡眠的方式來(lái)等待請(qǐng)求或者數(shù)據(jù)的到來(lái)，而采用輪詢的方式，這種方式的運(yùn)作流程是這樣的，每隔一個(gè)時(shí)間段便返回一次，如果有數(shù)據(jù)到來(lái)則返回，如果沒(méi)有，則返回一個(gè)錯(cuò)誤碼WSAEWOULDBLOCK，我們需要不斷的用循環(huán)來(lái)等待數(shù)據(jù)的成功返回，這個(gè)過(guò)程往往會(huì)占用大量的CPU。
非阻塞的缺點(diǎn)，雖然他不用再使等待太僵硬，但它不可避免的一次只能等待一個(gè)事件的到來(lái)。
3>信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O
在TCPsocket中發(fā)生以下事件均會(huì)產(chǎn)生SIGIO信號(hào)，因?yàn)樵谕粋€(gè)時(shí)候產(chǎn)生這種信號(hào)的原因太多我們不能區(qū)分到底是哪一種情況產(chǎn)生的SIGIO信號(hào)，所以在TCP中信號(hào)驅(qū)動(dòng)是不太適合使用的，相反在UDP中卻比較適合使用。
信號(hào)驅(qū)動(dòng)的工作方式如下圖所示
4>I/O多路復(fù)用。
這種方式下的工作方式就比較特別了，按TCPsocket來(lái)舉例，他會(huì)當(dāng)listen到一個(gè)新的鏈接的時(shí)候?qū)⑺诺揭粋€(gè)集合中，當(dāng)這個(gè)集合中的套接字有讀的情況，我們便讀取，有寫(xiě)的情況，我們便寫(xiě)，它是非阻塞I/O和信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O再加上可以等待多個(gè)，這三個(gè)的合體，常見(jiàn)的函數(shù)有select，poll，epoll等，這些函數(shù)會(huì)在后面的博客中細(xì)細(xì)講述。
它的缺點(diǎn)就是，無(wú)論是上面所述的哪種函數(shù)，每次發(fā)送或者接受一個(gè)數(shù)據(jù)都會(huì)進(jìn)入兩次內(nèi)核與用戶的轉(zhuǎn)換。
I/O多路復(fù)用的模型如下圖
5>異步I/O
當(dāng)一個(gè)異步過(guò)程調(diào)用發(fā)出后，調(diào)用者不能立刻得到結(jié)果。實(shí)際處理這個(gè)調(diào)用的部件在完成后，通過(guò)狀態(tài)、通知和回調(diào)來(lái)通知調(diào)用者的輸入輸出操作
5種I/O模型的對(duì)比如下圖
可以看出最好的方式是異步I/O了當(dāng)然它實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較負(fù)責(zé)，阻塞I/O的可靠性最好。
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