LInux五大網路IO模型

在網路環境下，通俗的講，將io分為兩步：

1.等；

2.資料搬遷。

如果要想提高io效率，需要將等的時間降低。

五種io模型包括：阻塞io、非阻塞io、訊號驅動io、io多路轉接、非同步io。其中，前四個被稱為同步io。

在介紹五種io模型時，我會舉生活中釣魚的例子，加深理解。

1.阻塞io（blocking i/o）

a拿著一支魚竿在河邊釣魚，並且一直在魚竿前等，在等的時候不做其他的事情，十分專心。只有魚上鉤的時，才結束掉等的動作，把魚釣上來。

在核心將資料準備好之前，系統呼叫會一直等待所有的套接字，預設的是阻塞方式。

其實，我們例子中所說的魚竿就是這乙個檔案描述符。這個模型是我們最常見的，程式呼叫和我們編寫的基本程式是一致的。

fd=connect();
write(fd);
read(fd);
close(fd);

程式的read必須在write之後執行，當write阻塞住了，read就不能執行下去，一直處於等待狀態。

2.非阻塞io（noblocking i/o）

b也在河邊釣魚，但是b不想將自己的所有時間都花費在釣魚上，在等魚上鉤這個時間段中，b也在做其他的事情（一會看看書，一會讀讀報紙，一會又去看其他人的釣魚等），但b在做這些事情的時候，每隔乙個固定的時間檢查魚是否上鉤。一旦檢查到有魚上鉤，就停下手中的事情，把魚釣上來。

其實，b在檢查魚竿是否有魚，是乙個輪詢的過程。

每次客戶詢問核心是否有資料準備好，即檔案描述符緩衝區是否就緒。當有資料報準備好時，就進行拷貝資料報的操作。當沒有資料報準備好時，也不阻塞程式，核心直接返回未準備就緒的訊號，等待使用者程式的下乙個輪尋。

但是，輪尋對於cpu來說是較大的浪費，一般只有在特定的場景下才使用。

3.訊號驅動io（signal blocking i/o）

c也在河邊釣魚，但與a、b不同的是，c比較聰明，他給魚竿上掛乙個鈴鐺，當有魚上鉤的時候，這個鈴鐺就會被碰響，c就會將魚釣上來。

訊號驅動io模型，應用程序告訴核心：當資料報準備好的時候，給我傳送乙個訊號，對sigio訊號進行捕捉，並且呼叫我的訊號處理函式來獲取資料報。

4.io多路轉接（i/o multiplexing）

d同樣也在河邊釣魚，但是d生活水平比較好，d拿了很多的魚竿，一次性有很多魚竿在等，d不斷的檢視每個魚竿是否有魚上鉤。增加了效率，減少了等待的時間。

io多路轉接是多了乙個select函式，select函式有乙個引數是檔案描述符集合，對這些檔案描述符進行迴圈監聽，當某個檔案描述符就緒時，就對這個檔案描述符進行處理。

其中，select只負責等，recvfrom只負責拷貝。

io多路轉接是屬於阻塞io，但可以對多個檔案描述符進行阻塞監聽，所以效率較阻塞io的高。

5.非同步io（asynchronous i/o）

e也想釣魚，但e有事情，於是他雇來了f，讓f幫他等待魚上鉤，一旦有魚上鉤，f就打**給e，e就會將魚釣上去。

當應用程式呼叫aio_read時，核心一方面去取資料報內容返回，另一方面將程式控制權還給應用程序，應用程序繼續處理其他事情，是一種非阻塞的狀態。

當核心中有資料報就緒時，由核心將資料報拷貝到應用程式中，返回aio_read中定義好的函式處理程式。

很少有linux系統支援，windows的iocp就是該模型。

可以看出，阻塞程度：阻塞io>非阻塞io>多路轉接io>訊號驅動io>非同步io，效率是由低到高的。