網路IO模型（同步非同步，阻塞非阻塞）

摘錄自：

網路應用需要處理的無非兩大類問題：網路i/o,資料計算

網路io的模型大致有如下幾種：

同步模型：

阻塞非阻塞

多路復用

訊號驅動式

非同步io

網路io的本質是socket的讀取，socket在linux系統被抽象為流，io可以理解為對流的操作。

這個操作分為2個階段：

1 等待流資料準備

2 從核心向程序複製資料

對於socket流而言，

第一步通常涉及等待網路上的資料分組到達，然後被複製到核心的某個緩衝區

第二步把資料從核心緩衝區複製到應用程序緩衝區

阻塞，就是程序被休息，cpu處理其他程序去了。在網路io的時候，程序發起recvform系統呼叫，然後程序就被阻塞了，什麼也不幹，直到資料準備好，並且將資料從核心複製到使用者程序。最後程序再處理資料，在等待資料和處理資料這兩個階段，整個程序都被阻塞。不能處理別的網路io。

與阻塞io不一樣，非阻塞io在recvform系統呼叫之後，程序並沒有阻塞，核心會馬上返回給程序，如果資料還沒準備好，此時會返回乙個erro。程序在得到這個返回後，可以幹別的事情。然後再發起

recvform

系統呼叫。重複上面的過程，迴圈往復的進行

recvform

系統呼叫。這個過程稱為輪詢。輪詢檢查核心資料，直到資料準備好，再拷貝資料到程序，進行資料處理。拷貝資料的整個過程，程序仍然是阻塞態的。

非阻塞io的特點是使用者程序需要不斷的主動詢問kernel資料是否準備好。

由於非阻塞的呼叫，輪詢佔據了很大一部分過程，會消耗大量的cpu時間。

如果輪詢不是程序的使用者態，而是有人幫忙就好了。這就是多路復用。

多路復用有2個特別的系統呼叫select或poll。

select呼叫時核心級別的，select輪詢相對非阻塞的輪詢在於—前者可以等待多個socket，當其中任何乙個socket的資料準備好，就能返回進行可讀。

多路復用有兩種阻塞，select或poll呼叫之後，會阻塞程序，與第一種阻塞不同，此時的select不是等到socket資料全部到達再處理，而是有了一部分資料就會呼叫使用者程序來處理。

多路復用的特點是通過一種機制乙個程序能同時等待io檔案描述符，核心監視這些檔案描述符（套接字描述符），其中任意乙個進入讀就緒狀態，select，poll，epoll函式就返回。

上述三種模式，在使用者程序進行系統呼叫的時候，在等待資料到來時，處理方式分別是，直接等待，輪詢，

select

或poll

輪詢。從整個

io過程來看，他們都是順序執行的，因此可以歸為同步模型。都是程序主動向核心檢查。

相對於同步io，非同步io不是順序執行。使用者程序進行aio_read呼叫之後，無論核心資料是否準備好，都會直接返回給使用者程序，然後使用者態程序可以去做別的事情。等到socket資料準備好，核心直接複製資料給程序，然後從核心向程序傳送通知。io兩個階段，程序都是非阻塞的。

同步和非同步，阻塞非阻塞，是兩組概念。

所謂同步就是在整個io過程，尤其是拷貝資料的過程是阻塞程序的，並且都是應用程序去檢查核心態。非同步則是整個

io過程，使用者程序都是非阻塞的，並且資料拷貝完成後，是核心傳送通知給使用者程序。