IO模型
模型：解决某个问题的固定套路
IO：输入输出
IO问题：当输入数据时CPU需要等待很长一段时间（对于cpu而言），在这时间段CPU处于闲置状态，造成了资源浪费
IO有很多类型：socket网络IO，内存到内存的copy，等待输入等；网络IO需要等待时间是最长的（重点关注）
目的：等待IO操作过程中利用CPU做起它事情
网络IO
经历的步骤和过程
操作系统的两种状态：内核态，用户态
当操作系统需要控制硬件时，必须先转到内核态，然后把数据从操作系统缓冲区转到内存缓冲区 ，从内核态转到用户态
buffer：缓冲，将数据读入到内存所使用的空间；为了降低IO次数
cache：缓存，从内存中读取数据，存放数据的空间，为了提高读取效率
recv accpet 需经历wait -- copy
send 需经历copy
阻塞IO模型
默认情况下，TCP程序就是阻塞IO模型
多线程，多进程的并发也是阻塞IO模型
提高效率方式：
（1）当执行recvaccept会进入wait_data的阶段，进程会主动调出一个block指令，进程进入阻塞状态 ，同时认出CPU的执行权，操作系统将CPU分配给其它任务，从而提高CPU利用效率
（2）当数据到达时，会从内存将数据copy到应用程序缓冲区，并且socket将唤醒处于自身的等待队列中的所有进程
非阻塞IO模型
与阻塞模型相反，在调用recvaccpet时都不会阻塞当前进程
使用方法
将原本阻塞的socket设置为非阻塞
该模型在没有数据到达时，会抛出异常，我们需要捕获异常，然后继续不断的询问系统内核直到数据到达为止，可以看出，该模型会大量占有CPU资源做一些无效循环，效率低于阻塞IO
多路复用IO模型
属于事件驱动型模型
多个socket使用同一套处理逻辑
对于阻塞或非阻塞模型，增加了一个select来帮我们检测socket的状态，从而避免来我们自己检测socket带来的开销
在多路复用中，阻塞与非阻塞没有区别，因为select会阻塞直到有数据到了
多路复用对比非阻塞，多路复用极大的降低CPU占用率
import socket
import time
import select
s = socket.socket()
s.bind(("127.0.0.1",1688))
# 设置为非阻塞 模型
s.setblocking(True) #在多路复用中 阻塞与非阻塞没有区别 因为select会阻塞直到有数据到达为止
s.listen()
# 待检测是否可读的列表
r_list = [s]
# 待检测是否可写的列表
w_list = []
# 待发送的数据
msgs = {}
print("开始检测了")
while True:
read_ables, write_ables, _= select.select(r_list,w_list,[])
print("检测出结果了!")
# print(read_ables,"可以收数据了")
# print(write_ables,"可以发数据了")
# 处理可读 也就是接收数据的
for obj in read_ables: # 拿出所有可以读数据的socket
#有可能是服务器 有可能是客户端
if s == obj: # 服务器
print("来了一个客户端 要连接")
client,addr = s.accept()
r_list.append(client) # 新的客户端也交给select检测了
else:# 如果是客户端则执行recv 接收数据
print("客户端发来一个数据")
try:
data = obj.recv(1024)
if not data:raise ConnectionResetError
print("有个客户端说:",data)
# 将要发送数据的socket加入到列表中让select检测
w_list.append(obj)
# 将要发送的数据已经socket对象丢到容器中
if obj in msgs: # 由于容器是一个列表 所以需要先判断是否已经存在了列表
msgs[obj].append(data)
else:
msgs[obj] = [data]
except ConnectionResetError:
obj.close()
r_list.remove(obj)
# 处理可写的 也就是send发送数据
for obj in write_ables:
msg_list = msgs.get(obj)
if msg_list:
# 遍历发送所有数据
for m in msg_list:
try:
obj.send(m.upper())
except ConnectionResetError:
obj.close()
w_list.remove(obj)
break
# 数据从容器中删除
msgs.pop(obj)
# 将这个socket从w_list中删除
w_list.remove(obj)
PS：多路复用并部完美，因为本质上多个任务之间是串行的，如果某个任务耗时比较长将导致其他任务不能立即执行，多路复用最大的优势是高并发
异步IO模型
非阻塞IO不等于异步IO，因为copy的过程是一个同步任务，会卡当前主线程
而异步IO是发起任务后就可以继续执行其他任务当数据cpy到应用程序缓冲区才会给线程发送信号或执行回调
信号驱动IO模型
不常用，原因是socket的信号太多，处理起来非常繁琐