linux下五種io編程模型

1.阻塞io,linux下默認(rèn)所有的io都是阻塞的彤枢,

當(dāng)發(fā)起io操作時(shí)狰晚,程序阻塞,直到io完成才會(huì)返回缴啡。浪費(fèi)cpu的資源壁晒。

2非阻塞io

當(dāng)發(fā)起io操作后,程序會(huì)立即返回业栅,之后程序不斷輪詢秒咐,判斷io是否就緒。這種情況下的輪訓(xùn)就是傻輪詢碘裕,無論io是否就緒携取,會(huì)一直去問。但是好的一點(diǎn)是帮孔,在while的輪詢過程中可以做一些其它的事情雷滋。但是這種非阻塞io往往需要配合多線程達(dá)到高效率。因?yàn)榉?wù)器往往有多個(gè)客戶端的連接你弦,單一線程要實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)連接的管理惊豺,往往需要通過隊(duì)列燎孟,對(duì)多個(gè)socket進(jìn)行管理禽作,這對(duì)用戶來說往往很困難(有幾個(gè)人能手寫linux內(nèi)核對(duì)select或epoll的底層實(shí)現(xiàn)?)揩页,而多線程的切換又是十分消耗系統(tǒng)資源的旷偿,所以非阻塞io+多線程實(shí)現(xiàn)高性能服務(wù)器,往往效果也不是很好。

3.io多路復(fù)用(select/epoll)(reactor)

多線程是十分耗費(fèi)系統(tǒng)資源的萍程,那么我們自然而然就想到能否用單線程實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)客戶端socket的管理幢妄,在上面提到如果在用戶態(tài)完成這個(gè)任務(wù)是比較困難的,但是慶幸的是linux內(nèi)核幫我們實(shí)現(xiàn)了這個(gè)復(fù)雜的操作茫负,典型的兩種是select和epoll.二者的區(qū)別

select

用一個(gè)eventloop隊(duì)列去管理多個(gè)socket,沒有io時(shí)蕉鸳,select阻塞掛起,但是它只知道有數(shù)據(jù)到達(dá)忍法,并不知道是那個(gè)fd(socket)的潮尝,所以需要遍歷所有的fd,找出真正被觸發(fā)的socket,執(zhí)行其對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)饿序。

epoll

epoll同樣維護(hù)了一個(gè)輪詢的eventloop勉失,但是不同的是它在客戶端有數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí),會(huì)被顯示的告知是哪幾個(gè)socket被觸發(fā)原探,因此不需要再用o(n)的時(shí)間復(fù)雜度去輪詢乱凿,所以性能很高。epoll是單線程異步io咽弦,但是這種異步并不是那么純徒蟆,因?yàn)閿?shù)據(jù)。

4.信號(hào)驅(qū)動(dòng)

不常用

5.異步io(被動(dòng)告知異步)

沒有阻塞离唬,就是當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)后专,利用中斷機(jī)制切換到用戶態(tài)處理。io多路復(fù)用需要主動(dòng)輪詢输莺,用戶自己將數(shù)據(jù)從內(nèi)核態(tài)地址空間拷貝到用戶態(tài)戚哎,而異步io會(huì)將數(shù)據(jù)的同步自動(dòng)完成,用戶進(jìn)程只需要去讀取數(shù)據(jù)即可嫂用。

異步io和io多路復(fù)用區(qū)別是異步io是事情做完了你通知我一聲型凳,而io多路復(fù)用是事情可以做的話你告訴我一聲,我去做嘱函。

io多路復(fù)用會(huì)阻塞用戶socket,而異步io不會(huì)阻塞用戶線程甘畅。

io多路復(fù)用是同步io,因?yàn)橛脩魬B(tài)還要去輪詢看看哪些事件可以就緒執(zhí)行,(雖然操作系統(tǒng)已經(jīng)觸發(fā)了對(duì)應(yīng)事件往弓,但是用戶還得去輪詢隊(duì)列中一遍遍查看)

異步io(異步非阻塞)用戶進(jìn)程不會(huì)被阻塞疏唾。

阻塞:調(diào)用立即返回

非阻塞:調(diào)用不返回

同步: 我自己去問消息是否完成。

異步:主動(dòng)告知我消息是否完成函似。

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