Linux的5种IO模型用法详解

黔钱

阻塞IO（Blocking I/O）

阻塞IO是最常见的IO模型。
当发起一个IO操作时，比如读取数据，系统会调用read()函数。如果请求的数据没有准备好，此时进程会被挂起（blocked），进入等待状态。直到数据准备好，而且复制到应用进程的缓冲区，这时候才会返回。
从调用到返回，整个时间段都是阻塞的，所以被称为阻塞IO。

就像是手机没电的时候，去饭馆吃饭，我点完菜，只能等着厨师做好，服务员端上来，我才能愉快干饭。这段时间，我就只能坐在座位上干等。

非阻塞IO（Non-Blocking I/O）

阻塞IO，还是比较浪费资源的，那么非阻塞IO就来了。
所谓非阻塞IO，是在调用IO操作时，如果缓冲区没有数据的话，直接返回一个错误码。应用进程需要不断轮询，来检查数据是否准备好。数据准备好了，就返回数据。

就像是我奢侈一把，想吃个西餐，于是就去了肯德基，点完餐，我就可以坐着刷刷手机。当然，我还需要时不时地看看我的餐是不是已经备好，餐备好了，就去取一下。

多路复用IO（I/O Multiplexing）

虽然非阻塞IO相比阻塞IO，性能提升了很多，但是轮询过程中，还是有大量的系统调用，上下文切换的开销比较大。
那么，多路复用IO就来了。
多路指的是多个数据通道，复用指的是一个进程可以同时监控多个文件描述符（比如socket），当某个文件描述符状态发生变化（比如变得可读或可写），多路复用的函数将返回变化的文件描述符。
这样，在数据传输过程中，同一个进程中不同的任务都能被处理。特点是在数据传输过程中，进程能够同时处理多个任务，提高了程序的效率。
select、poll、epoll 等都是 I/O 多路复用的具体实现。
以select/poll为例，进程通过将一个或多个fd传递给select或poll系统调用，阻塞在select操作上，这样select/poll可以侦测多个fd是否处于就绪状态。当有fd就绪时，立即回调函数rollback，接下来就可以进行读取。

就像是我想吃顿好的，于是选择去吃自助餐，自助餐有很多餐区，我先看看哪个餐区有我想吃的菜，然后端着盘子去取就行了，一个人就可以取多个菜，肉、蔬菜、水果，什么都能吃一点，而且不用怎么等。

信号驱动式IO（Signal-Driven I/O）

信号驱动式IO利用信号机制来进行数据传输。
进程首先告诉内核，当数据准备好时，请发送一个SIGIO信号。进程继续执行其他任务，等到收到信号后，再开始进行数据传输。、

就像是我去吃饭，外带，跟服务员打声招呼，餐好了通知我，这时候我就可以去干其它事情，餐备好之后，服务员通知我，我取餐就行了。

异步IO（Asynchronous I/O）

异步IO是指当发起一个IO操作后，系统会立即返回。异步IO操作在后台进行数据传输，数据传输完成后，系统将通知进程。这样，在整个数据传输的过程中，进程都可以执行其他任务，不需要等待。

就像是准备吃饭了，我自己懒得动，直接在某团上点个餐，点完之后爱干啥干啥，等着快递小哥给我送到就行了。
可以看到，

1. 阻塞

复制代码

和

1. 非阻塞

复制代码

主要指的是等待数据这个过程应用进程需不需要挂起，

1. 同步

复制代码

和

1. 异步

复制代码

指的是等待数据和数据拷贝这两个过程应用进程需不需要挂起，只有异步IO做到了完全异步。
以上就是Linux的5种IO模型用法详解的详细内容，更多关于Linux 5种IO模型的资料请关注脚本之家其它相关文章！

来源:https://www.jb51.net/article/283992.htm
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