五种IO模型盘点

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描述

  阻塞IO

  假如A在河边钓鱼的时候,非常的专心,生怕鱼儿溜掉,故此,A就一直盯着鱼竿,一直等着鱼儿上钩,专心的做这一件事情,直到鱼儿上钩,才结束这个动作,这就是阻塞IO。在内核把数据准备好之前,系统调用会一直处于阻塞状态。

  内核

  非阻塞IO

  假如B也在河边钓鱼,B不想像A一样把所有的时间都花在等鱼儿上钩这件事情上,所以他的做法就是在等待鱼儿上钩的同时,自己也可以看看书,刷刷小编的博客,聊天等等。但是B也不是就不管鱼儿了,他会每隔一段固定时间都来看一下,有没有鱼儿上钩,如果有鱼儿上钩,他就结束这个动作,这就是非阻塞IO。

  非阻塞IO往往需要程序员循环的方式反复尝试读取文件描述符,这个过程称为轮询,这对于cpu来说的话是较大的浪费,一般只有特定的场景下才能使用。

  内核

  信号驱动IO

  假如C也在河边钓鱼,他认为A、B不够聪明,故此,他想了一种办法,就是在鱼竿上挂上了一个铃铛,当有鱼儿上钩的时候,铃铛就会被触发,发出响声,他就可以过去将鱼儿钓上来了。信号驱动IO模型,应用进程告诉内核:当数据报准备好的时候,给我发送一个信号,对SIGIO信号进行捕捉,并且调用我的信号处理函数来获取数据报。

  内核

  IO多路转接

  假如D也在河边钓鱼,但是D是一个土豪,他一个人就拿了好多鱼竿摆在哪里,这样很明显就增加了鱼儿上钩的机会。他只需要不断地查看每个鱼竿是否有鱼儿上钩就行了,提高了效率。实际上最核心在于IO多路转接能够同时等待多个文件描述符的就绪状态。

  内核

  异步IO

  假如E也想钓鱼,但是他又有点忙,所以他雇佣了一个人专门帮他看着鱼竿,一旦有鱼儿上钩,就让这个人通知他,他过来将鱼儿钓上来。由内核在数据拷贝完成时,通知应用程序(信号驱动是告诉应用程序何时可以开始拷贝数据)。

  内核

  任何IO过程中,都包含两个步骤。第一是等待,第二是拷贝。而且在实际的应用场景中,等待消耗的时间往往都远远高于拷贝的时间。让IO更高效,最核心的办法就是让等待的时间尽量少。

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