異步 I/O 模型

概念簡介

異步 I/O 模型總體可以分為兩種:反應(yīng)式( Reactive)模型和前攝式(Proactive)模型.

傳統(tǒng)的 select / epoll / kqueue 模型,以及 Java NIO 模型床玻,都是典型的反應(yīng)式模型草姻,即應(yīng)用代碼對 I/O 描述符進(jìn)行注冊卫袒,然后等待 I/O 事件。

當(dāng)某個或某些 I/O 描述符所對應(yīng)的 I/O 設(shè)備上產(chǎn)生 I/O 事件(可讀掘殴、可寫徘意、異常等)時懂昂,系統(tǒng)將發(fā)出通知千所,于是應(yīng)用便有機(jī)會進(jìn)行 I/O 操作并避免阻塞狂魔。

由于在反應(yīng)式模型中應(yīng)用代碼需要根據(jù)相應(yīng)的事件類型采取不同的動作,最常見的結(jié)構(gòu)便是嵌套的if {...} else {...}switch 真慢,并常常需要結(jié)合狀態(tài)機(jī)來完成復(fù)雜的邏輯毅臊。

前攝式模型則恰恰相反理茎。在前攝式模型中黑界,應(yīng)用代碼主動地投遞異步操作而不管 I/O 設(shè)備當(dāng)前是否可讀或可寫。投遞的異步 I/O 操作被系統(tǒng)接管皂林,應(yīng)用代碼也并不阻塞在該操作上朗鸠,而是指定一個回調(diào)函數(shù)并繼續(xù)自己的應(yīng)用邏輯。當(dāng)該異步操作完成時础倍,系統(tǒng)將發(fā)起通知并調(diào)用應(yīng)用代碼指定的回調(diào)函數(shù)烛占。

在前攝式模型中,程序邏輯由各個回調(diào)函數(shù)串聯(lián)起來:異步操作 A 的回調(diào)發(fā)起異步操作 B 沟启,B 的回調(diào)再發(fā)起異步操作 C 忆家,以此往復(fù)。

Reactor 和 Proactor 同為事件驅(qū)動 I/O 模型德迹,其本質(zhì)區(qū)別在于事件觸發(fā)時機(jī): Reactor 在 I/O 設(shè)備就緒芽卿,即可以立即執(zhí)行 I/O 調(diào)用而無需阻塞時觸發(fā),只有這時才可以放心大膽的執(zhí)行 I/O 調(diào)用胳搞;而 Proactor 則允許在任意時刻發(fā)起 I/O 調(diào)用請求卸例,并在 I/O 調(diào)用完成時觸發(fā)事件称杨。

I/O發(fā)生時涉及的對象和階段

對于一個network I/O (這里我們以read舉例),它會涉及到兩個系統(tǒng)對象筷转,一個是調(diào)用這個I/O的process (or thread)姑原,另一個就是系統(tǒng)內(nèi)核(kernel)。當(dāng)一個read操作發(fā)生時呜舒,它會經(jīng)歷兩個階段:

1锭汛、 等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 (Waiting for the data to be ready)
2、 將數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷貝到進(jìn)程中 (Copying the data from the kernel to the process)
記住這兩點(diǎn)很重要袭蝗,因?yàn)檫@些I/O Model的區(qū)別就是在兩個階段上各有不同的情況店乐。

select/epoll的優(yōu)勢并不是對于單個連接能處理得更快,而是在于能處理更多的連接呻袭。在選擇select眨八,poll,epoll時要根據(jù)具體的使用場合以及這三種方式的自身特點(diǎn):

1左电、表面上看epoll的性能最好廉侧,但是在連接數(shù)少并且連接都十分活躍的情況下,select和poll的性能可能比epoll好篓足,畢竟epoll的通知機(jī)制需要很多函數(shù)回調(diào)段誊。
2、select低效是因?yàn)槊看嗡夹枰喸冋煌稀5托б彩窍鄬Φ牧幔暻闆r而定,也可通過良好的設(shè)計(jì)改善

同步與異步涩哟、阻塞與非阻塞區(qū)別

同步與異步區(qū)別在于內(nèi)核是否會主動通知應(yīng)用程序相應(yīng)操作已完成
阻塞與非阻塞的區(qū)別在于應(yīng)用程序發(fā)出請求后是否只等待內(nèi)核該操作的響應(yīng)而不去干別的事

注:如果是同步非阻塞I/O,應(yīng)用程序雖不阻塞索赏,但仍需要同過輪詢的方式詢問內(nèi)核操作是否完成(對應(yīng)I/O復(fù)用中的select和poll)

參考

1、異步 I/O 模型大體上可以分為兩種贴彼,反應(yīng)式( Reactive )模型和前攝式( Proactive )模型
2潜腻、淺談Linux下的五種I/O模型
3、Linux下5種IO模型以及阻塞/非阻塞/同步/異步區(qū)別推薦

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末器仗,一起剝皮案震驚了整個濱河市融涣,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌精钮,老刑警劉巖威鹿,帶你破解...
    沈念sama閱讀 216,372評論 6 498
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場離奇詭異轨香,居然都是意外死亡忽你,警方通過查閱死者的電腦和手機(jī),發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 92,368評論 3 392
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門弹沽,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來檀夹,“玉大人筋粗,你說我怎么就攤上這事≌ǘ桑” “怎么了娜亿?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 162,415評論 0 353
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長蚌堵。 經(jīng)常有香客問我买决,道長,這世上最難降的妖魔是什么吼畏? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,157評論 1 292
  • 正文 為了忘掉前任督赤,我火速辦了婚禮,結(jié)果婚禮上泻蚊,老公的妹妹穿的比我還像新娘躲舌。我一直安慰自己,他們只是感情好性雄,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 67,171評論 6 388
  • 文/花漫 我一把揭開白布没卸。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般秒旋。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪约计。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 51,125評論 1 297
  • 那天迁筛,我揣著相機(jī)與錄音煤蚌,去河邊找鬼。 笑死细卧,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛尉桩,可吹牛的內(nèi)容都是我干的。 我是一名探鬼主播酒甸,決...
    沈念sama閱讀 40,028評論 3 417
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼魄健,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了插勤?” 一聲冷哼從身側(cè)響起,我...
    開封第一講書人閱讀 38,887評論 0 274
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤革骨,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎农尖,沒想到半個月后,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體良哲,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 45,310評論 1 310
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡盛卡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 37,533評論 2 332
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了筑凫。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片滑沧。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 39,690評論 1 348
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡并村,死狀恐怖,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出滓技,到底是詐尸還是另有隱情哩牍,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 35,411評論 5 343
  • 正文 年R本政府宣布令漂,位于F島的核電站膝昆,受9級特大地震影響,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏叠必。R本人自食惡果不足惜荚孵,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 41,004評論 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望纬朝。 院中可真熱鬧收叶,春花似錦、人聲如沸共苛。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 31,659評論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽俄讹。三九已至哆致,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間患膛,已是汗流浹背摊阀。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,812評論 1 268
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留踪蹬,地道東北人胞此。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 47,693評論 2 368
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像跃捣,于是被迫代替她去往敵國和親漱牵。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 44,577評論 2 353

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容