?? 餐廳吃飯版理解 IO 模型:阻塞 / 非阻塞 / IO 復(fù)用 / 信號(hào)驅(qū)動(dòng) / 異步

IO 概念

一個(gè)基本的 IO乱豆,它會(huì)涉及到兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)象棕兼,一個(gè)是調(diào)用這個(gè) IO 的進(jìn)程對(duì)象望蜡,另一個(gè)就是系統(tǒng)內(nèi)核 (kernel)承匣。當(dāng)一個(gè) read 操作發(fā)生時(shí),它會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)階段:

  • 通過 read 系統(tǒng)調(diào)用想內(nèi)核發(fā)起讀請求锻弓。
  • 內(nèi)核向硬件發(fā)送讀指令搓茬,并等待讀就緒兽掰。
  • 內(nèi)核把將要讀取的數(shù)據(jù)復(fù)制到描述符所指向的內(nèi)核緩存區(qū)中竿滨。
  • 將數(shù)據(jù)從內(nèi)核緩存區(qū)拷貝到用戶進(jìn)程空間中佳恬。

IO 模型對(duì)比

從等待數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)復(fù)制這兩個(gè)時(shí)間段捏境,指出了不同 I/O 模型的區(qū)別


從等待數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)復(fù)制這兩個(gè)時(shí)間段,指出了不同 I/O 模型的區(qū)別

?? 類比餐廳吃飯

看了幾篇文章毁葱,為了加深理解垫言,我做了文字排版上的優(yōu)化,方便從相似的地方發(fā)現(xiàn)他們本質(zhì)上的不同倾剿。

  • 我們?nèi)ゲ蛷d吃飯筷频,會(huì)經(jīng)過以下幾個(gè)步驟:
    • 首先你(用戶態(tài)進(jìn)程)在飯店(內(nèi)核態(tài)的進(jìn)程)根據(jù)菜單點(diǎn)菜
    • 然后等待廚房準(zhǔn)備好 ? 等待數(shù)據(jù)
    • 接著服務(wù)員(內(nèi)核態(tài)的進(jìn)程)上菜 ? 將數(shù)據(jù)從內(nèi)核復(fù)制到用戶空間
  • 只點(diǎn)一個(gè)菜
    • 然后在餐桌上開始等待
      • 你在這個(gè)過程中什么事都不干
        • 直到服務(wù)員上菜 ? 阻塞式 I/O 模型
        • 等了一會(huì)兒然后就去問服務(wù)員,不斷重復(fù)問前痘,直到服務(wù)員上菜 ? 非阻塞式 I/O 模型
      • 你給服務(wù)員留下手機(jī)凛捏,告訴他菜準(zhǔn)備好的話
        • 先不要上菜,打個(gè)電話給你际度,然后你就出去玩耍了
          • 等到菜準(zhǔn)備好了葵袭,服務(wù)員手機(jī)通知你,你立馬回到了餐廳
            • 你對(duì)服務(wù)員說 “你現(xiàn)在可以上菜了”乖菱,于是你在餐桌上等待服務(wù)員把菜送上來,然后吃飯蓬网。 ? 信號(hào)驅(qū)動(dòng)式 I/O 模型
        • 先上菜窒所,菜上桌了打電話給你,然后你就出去玩耍了
          • 等到菜上桌了帆锋,服務(wù)員手機(jī)通知你吵取,你立馬回到了餐桌
            • 開始吃飯。 ? 異步 I/O 模型
  • 你點(diǎn)了很多菜
    • 然后在餐桌上開始等待
      • 你在這個(gè)過程中什么事都不干
        • 某個(gè)時(shí)刻其中一個(gè)菜或者多個(gè)菜廚房里同時(shí)好了锯厢,
          • 服務(wù)員跑過來說皮官,“親,您的有些菜好了实辑,要現(xiàn)在上桌么捺氢?”
          • 你回答,現(xiàn)在就上剪撬,于是服務(wù)員上一個(gè)菜(服務(wù)員一次只能上一個(gè)菜)摄乒,你就吃完一個(gè),上一個(gè)你就吃完一個(gè) ? I/O 復(fù)用模型

參考資料:

  1. IO 模型淺析 - 阻塞残黑、非阻塞馍佑、IO 復(fù)用、信號(hào)驅(qū)動(dòng)梨水、異步 IO拭荤、同步 IO
  2. Linux IO 模型:阻塞 / 非阻塞 / IO 復(fù)用 同步 / 異步 Select/Epoll/AIO
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