之前看《UNIX網(wǎng)絡(luò)編程》時(shí)，對(duì)于Linux IO 模式的理解總覺得不夠徹底唯鸭。最近借著看spp源碼的機(jī)會(huì)，對(duì)這部分知識(shí)進(jìn)行了相關(guān)梳理订讼。以下討論內(nèi)容的背景是Linux環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)IO迟赃。
網(wǎng)絡(luò)IO：網(wǎng)絡(luò)IO涉及網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)的傳輸混弥，其顯著特點(diǎn)是IO的時(shí)延比較大磕仅。一次網(wǎng)絡(luò)IO過程（read 操作）通晨暮椋可分解為倆個(gè)操作過程搅吁，1威创、等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒（填充內(nèi)核緩存） 2、將數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷貝到用戶進(jìn)程空間
阻塞和非阻塞：正在執(zhí)行的進(jìn)程谎懦，由于期待某些事情的發(fā)送肚豺，而無法繼續(xù)工作的時(shí)候，自動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)阻塞原語(yǔ)界拦，使自己處于阻塞狀態(tài)吸申。進(jìn)程進(jìn)入阻塞狀態(tài)是不占用CPU資源。阻塞和非阻塞是針對(duì)當(dāng)數(shù)據(jù)沒有準(zhǔn)備好的時(shí)候【步驟1】，進(jìn)程采取的策略截碴。
同步和異步：同步是指進(jìn)程進(jìn)行IO 操作的時(shí)候會(huì)阻塞（這里的阻塞特指當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好的情況下梳侨，進(jìn)程一定會(huì)等數(shù)據(jù)拷貝完成后再進(jìn)行后續(xù)執(zhí)行流。這里的IO操作特指將數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷貝到用戶進(jìn)程）隐岛；異步是指當(dāng)進(jìn)程發(fā)起IO操作后猫妙，就直接返回了，直到kernel發(fā)送信號(hào)告訴進(jìn)程IO完成了聚凹，這種模式割坠，進(jìn)程在整個(gè)過程中完全沒有被阻塞。同步和異步是針對(duì)當(dāng)數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷貝的用戶空間這段時(shí)間內(nèi)【步驟2】妒牙，進(jìn)程采取的策略彼哼。
正因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)IO操作需要經(jīng)歷兩個(gè)階段，linux系統(tǒng)區(qū)分了下面五種網(wǎng)絡(luò)模型湘今。
阻塞IO
阻塞IO的操作流程如下圖：
阻塞模式的特點(diǎn)是：直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好敢朱，阻塞步驟1； 直到數(shù)據(jù)拷貝完成摩瞎，阻塞步驟2拴签；
非阻塞IO
非阻塞IO的操作流程如下圖：
非阻塞模式的特點(diǎn)是：如果數(shù)據(jù)沒有準(zhǔn)備好則返回，不阻塞步驟1旗们； 直到數(shù)據(jù)拷貝完成蚓哩，阻塞步驟2；（由于不阻塞步驟1上渴，因此需要用戶進(jìn)程不斷主動(dòng)詢問kernel數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好了）
IO多路復(fù)用
IO多路復(fù)用的操作流程如下圖：
IO多路復(fù)用的特點(diǎn)是：直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好（多路中岸梨，只要有一路準(zhǔn)備好就算是有數(shù)據(jù)），阻塞步驟1稠氮；直到數(shù)據(jù)拷貝完成曹阔，阻塞步驟2；和阻塞IO不同地地方在于：1隔披、IO多路復(fù)用步驟1在代理系統(tǒng)調(diào)用處阻塞（select赃份，epoll等）而不是read系統(tǒng)調(diào)用處阻塞 2、IO多路復(fù)用同時(shí)監(jiān)控多路奢米，只要有一路數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完畢抓韩，其代理系統(tǒng)調(diào)用就返回。
信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO
信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO的操作流程如下：
信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO的主要特點(diǎn)是： 預(yù)先告知內(nèi)核當(dāng)某個(gè)socket有數(shù)據(jù)的時(shí)候通知進(jìn)程恃慧，不阻塞步驟1;用戶進(jìn)程讀取數(shù)據(jù)园蝠，阻塞步驟2.
異步IO
異步IO的操作流程如下：
異步操作的特點(diǎn)是： 調(diào)用后馬上返回，不阻塞步驟1痢士，不阻塞步驟2; 內(nèi)核完成步驟1和步驟2后給用戶進(jìn)程發(fā)送signal彪薛，告訴用戶進(jìn)程read操作完成了茂装。
所以，阻塞善延、非阻塞少态、IO多路復(fù)用模式、信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO都是同步模式易遣； 只有異步IO模式是異步彼妻。判斷阻塞、非阻塞看步驟1是否會(huì)被阻塞豆茫；判斷同步和異步侨歉，看步驟2是否會(huì)被阻塞。
