五種IO模型

io的產生

i/o輸入/輸出(input/output),分為io裝置和io介面兩個部分.

當使用者程序呼叫了recvfrom這個系統呼叫,就引發了一次io過程,這個時候的io就要等待系統去磁碟上將資料讀取讀來,再拷貝到程序中

在網路情況下,io通常分為兩步

1.等待系統準備資料

2.資料從核心中拷貝到程序中

如果想提高io的效率,就要減少準備資料的時間.

同步非同步:

主要看能不能直接拿到結果

阻塞非阻塞:

直接等待結果還是間接等待結果

io多路復用:

在單執行緒內輪訓直接等待結果

通常的io模型分為5種

1.阻塞io

2.非阻塞io

3.事件驅動io

4.多路復用io

5.非同步io

1.阻塞io

在核心將資料拷貝到程序中之前,整個程序都處在等待狀態,就是阻塞io

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。

2.非阻塞io

每次程序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,減少資料等待的時間,當準備資料時,程序是在非阻塞狀態的,可以去做一些其他操作.

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。

這樣的輪詢機制對cpu開銷很大,只有在特定場景下才推薦使用.

3.事件驅動io

事件驅動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。

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。

4.多路復用io

io多路復用是多了乙個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。

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。

5.非同步io

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。

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。

很少有linux系統支援非同步io，在windows系統中的iocp就是使用的非同步io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。