5 种 IO 模型学习笔记

背景

linux 下的 5 种 IO 模型

• 阻塞式 IO(blocking I/O)
• 非阻塞式 IO(nonblocking I/O)
• IO 复用模型(I/O multiplexing (select and poll))
• 信号驱动式 IO 模型(signal driven I/O, SIGIO)
• 异步 I/O(asynchronous IO, the POSIX aio_functions)

5 种 IO 模型

阻塞式 IO

阻塞式 IO 是最容易理解的 IO 模型，分为两个阶段：

1. 等待数据准备好
2. 将数据从内核复制到用户空间

伪代码如下：

fd = connnect()
write(fd) // 这里是阻塞执行的. 
read(fd)
close(fd)

非阻塞式 IO

非阻塞式 IO 是一个轮询的过程.

每次执行 recvfrom 操作，来询问内核数据是否准备好。从 recvfrom 的返回值可知：

准备好了，则拷贝数据，然后返回成功。

否则没有数据好，则直接返回未准备好，等待下一次的轮询。

IO 多路复用模型

IO 复用模型也是阻塞式的 IO，但是是阻塞在 select, epoll 这样的系统调用上，可以同时对多个 fd 进行监听，效率比阻塞在 recvfrom 操作上的阻塞 IO 模型高。

信号驱动 IO 模型

应用告诉内核，数据准备好时，发送 SIGIO 信号，回调应用对应的信号处理程序。

用的很少。

异步 IO 模型

应用告诉内核，数据拷贝完成后，回调应用的信号处理程序。

小结

• 前四种均是同步 IO 模型
• 最后一种是异步 IO 模型

来源

• 5 种网络 IO 模型（有图，很清楚）
• 五种网络 io 模型