I/O 模型

2018-01-29

一、基本概念：

同步与异步

区别：多个任务和事件发生时，一个事件的发生或执行是否会导致整个流程的暂时等待。

阻塞与非阻塞：

区别：当发出请求一个操作时，如果条件不满足，是会一直等待还是返回一个标志信息

1. 阻塞IO：当用户线程发出IO请求之后，内核会去查看数据是否就绪，如果没有就绪就会等待数据就绪，而用户线程就会处于阻塞状态，用户线程交出CPU。当数据就绪之后，内核会将数据拷贝到用户线程，并返回结果给用户线程，用户线程才解除block状态。

2. 非阻塞IO： 当用户线程发起一个read操作后，它马上就得到了一个结果。如果结果是一个error时，它就知道数据还没有准备好，于是它可以再次发送read操作。一旦内核中的数据准备好了，并且又再次收到了用户线程的请求，那么它马上就将数据拷贝到了用户线程，然后返回。

所以在非阻塞IO模型中，用户线程需要不断地询问内核数据是否就绪，也就说非阻塞IO不会交出CPU，而会一直占用CPU。

同步IO 与 异步IO

区别：同步IO和异步IO的关键区别反映在数据拷贝阶段是由用户线程完成还是内核完成。所以说异步IO必须要有操作系统的底层支持。

1. 同步io：如果数据没有就绪，需要通过用户线程或者内核不断地去轮询数据是否就绪，当数据就绪时，再将数据从内核拷贝到用户线程。

2. 异步io：IO操作的两个阶段都是由内核自动完成，然后发送通知告知用户线程IO操作已经完成。也就是说在异步IO中，不会对用户线程产生任何阻塞。（这个阶段，用户线程可以干其他的事。）

Note：注意同步IO和异步IO，与阻塞IO和非阻塞IO是不同的两组概念。

二、五个io模型（from Unix网络编程）

1. 阻塞io（前述）

2. 非阻塞io（前述）

3. 多路复用io（nio就是这种）

4. 信号驱动io

5. 异步io（最理想的io模型）

参考

• 浅析IO模型
• 同步IO、异步IO、阻塞IO、非阻塞IO之间的联系与区别