本篇簡(jiǎn)單介紹Java中常見(jiàn)的IO模型:
阻塞型IO
這是最傳統(tǒng)的一種IO模型惫企，在讀寫(xiě)過(guò)程中都會(huì)發(fā)生阻塞現(xiàn)象；典型的阻塞型IO的例子socket.read()，當(dāng)用戶線程發(fā)起這個(gè)讀操作時(shí)，內(nèi)核會(huì)查看數(shù)據(jù)是否就緒嚣崭，這時(shí)用戶線程會(huì)發(fā)生阻塞，直到內(nèi)核準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)返回萨西。非阻塞型IO
和上述的阻塞型IO相比有鹿，該IO在用戶線程發(fā)起讀請(qǐng)求時(shí)會(huì)馬上獲得一個(gè)結(jié)果，如果是error則表示數(shù)據(jù)沒(méi)有準(zhǔn)備好谎脯，于是需要用戶線程不停的詢問(wèn)直到返回結(jié)果葱跋。因此用戶線程會(huì)一直占用CPU導(dǎo)致CPU占有率比較高。多路復(fù)用IO模型
比較典型的就是Java中的NIO源梭，通過(guò)一個(gè)線程同時(shí)管理多個(gè)socket娱俺，并且不斷詢問(wèn)哪些有讀寫(xiě)事件，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)socket有讀寫(xiě)事件時(shí)废麻，這時(shí)才真正發(fā)生讀寫(xiě)IO操作荠卷，因此這種模型非常適合有多個(gè)連接的場(chǎng)景。這里對(duì)于socket狀態(tài)的輪訓(xùn)是發(fā)生在內(nèi)核中烛愧，效率相比非阻塞型IO要高很多油宜。多路復(fù)用IO模型中仍然有排隊(duì)的問(wèn)題，比如幾乎同時(shí)有兩個(gè)socket有了讀寫(xiě)事件怜姿，那么必須完成前面的一個(gè)慎冤，才能進(jìn)行第二個(gè)，若第一個(gè)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)量較大沧卢，第二個(gè)仍然需要等待蚁堤。信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO模型
在信號(hào)驅(qū)動(dòng) IO 模型中，當(dāng)用戶線程發(fā)起一個(gè) IO 請(qǐng)求操作但狭，會(huì)給對(duì)應(yīng)的 socket 注冊(cè)一個(gè)信號(hào)函數(shù)披诗，然后用戶線程會(huì)繼續(xù)執(zhí)行，當(dāng)內(nèi)核數(shù)據(jù)就緒時(shí)會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)給用戶線程立磁，用戶線程接收到信號(hào)之后呈队，便在信號(hào)函數(shù)中調(diào)用 IO 讀寫(xiě)操作來(lái)進(jìn)行實(shí)際的 IO 請(qǐng)求操作。異步IO模型
異步 IO 模型才是最理想的 IO 模型唱歧，在異步 IO 模型中掂咒，當(dāng)用戶線程發(fā)起 read 操作之后，立刻就可以開(kāi)始去做其它的事迈喉。而另一方面绍刮，從內(nèi)核的角度，當(dāng)它受到一個(gè) asynchronous read 之后挨摸，它會(huì)立刻返回孩革，說(shuō)明 read 請(qǐng)求已經(jīng)成功發(fā)起了，因此不會(huì)對(duì)用戶線程產(chǎn)生任何 block得运。然后膝蜈，內(nèi)核會(huì)等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成，然后將數(shù)據(jù)拷貝到用戶線程熔掺，當(dāng)這一切都完成之后饱搏，內(nèi)核會(huì)給用戶線程發(fā)送一個(gè)信號(hào)，告訴它 read 操作完成了置逻。也就說(shuō)用戶線程完全不需要實(shí)際的整個(gè) IO 操作是如何進(jìn)行的推沸，只需要先發(fā)起一個(gè)請(qǐng)求，當(dāng)接收內(nèi)核返回的成功信號(hào)時(shí)表示 IO 操作已經(jīng)完成券坞，可以直接去使用數(shù)據(jù)了鬓催。也就說(shuō)在異步 IO 模型中，IO 操作的兩個(gè)階段都不會(huì)阻塞用戶線程恨锚，這兩個(gè)階段都是由內(nèi)核自動(dòng)完成宇驾，然后發(fā)送一個(gè)信號(hào)告知用戶線程操作已完成。用戶線程中不需要再次調(diào)用 IO 函數(shù)進(jìn)行具體的讀寫(xiě)猴伶。這點(diǎn)是和信號(hào)驅(qū)動(dòng)模型有所不同的课舍，在信號(hào)驅(qū)動(dòng)模型中，當(dāng)用戶線程接收到信號(hào)表示數(shù)據(jù)已經(jīng)就緒他挎，然后需要用戶線程調(diào)用 IO 函數(shù)進(jìn)行實(shí)際的讀寫(xiě)操作筝尾；而在異步 IO 模型中，收到信號(hào)表示 IO 操作已經(jīng)完成雇盖，不需要再在用戶線程中調(diào)用 IO 函數(shù)進(jìn)行實(shí)際的讀寫(xiě)操作忿等。
