高性能IO模型浅析

高机能IO模型浅析

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（1）同步壅塞IO（Blocking IO）：即传统的IO模型。

（2）同步非浊宣IO（Non-blocking IO）：默认创建的socket都是浊宣的，非浊宣IO请求socket被设置为NONBLOCK。留意这里所说的NIO并非Java的NIO（New IO）库。

（3）IO多路复竽暌姑（IO Multiplexing）：即经典的Reactor设计模式，有时也称为异步壅塞IO，Java中的Selector和Linux中的epoll都是这种模型。

（4）异步IO（Asynchronous IO）：即经典的Proactor设计模式，也称为异步非浊宣IO。

同步和异步的概念描述的是用户线程与内核的交互方法：同步是指用户线程提议IO请求后须要等待或者轮询内核IO操作完成后才能持续履行；而异步是指用户线程提议IO请求后仍持续履行，当内核IO操作完成后会通知用户线程，或者调用用户线程注册的回调函数。

壅塞和非浊宣的概念描述的是用户线程调用内核IO操作的方法：壅塞是指IO操作须要彻底完成后才返回到用户空间；而非浊宣是指IO操作被调用后急速返回给用户一个状况值，无需比及IO操作彻底完成。

别的，Richard Stevens 在《Unix 收集编程》卷1中提到的基于旌旗灯号驱动的IO（Signal Driven IO）模型，因为该模型并不常用，本文不作涉及。接下来，我们具体分析四种常见的IO模型的实现道理。为了便利描述，我们同一应用IO的读操作作为示例。

一、同步壅塞IO

同步壅塞IO模型是最简单的IO模型，用户线程在内核进行IO操作时被壅塞。

图1 同步壅塞IO

如图1所示，用户线程经由过程体系调用read提议IO读操作，由用户空间转到内核空间。内核比及数据包达到后，然后将接收的数据拷贝到用户空间，完成read操作。

用户线程应用同步壅塞IO模型的伪代码描述为：

{

read(socket, buffer);

}

二、同步非浊宣IO

同步非浊宣IO是在同步壅塞IO的基本上，将socket设置为NONBLOCK。如许做用户线程可以在提议IO请求后可以急速返回。

图2 同步非浊宣IO

如图2所示，因为socket长短浊宣的方法，是以用户线程提议IO请求时急速返回。但并未攫取到任何数据，用户线程须要赓续地提议IO请求，直到数据达到后，才真正攫取到数据，持续履行。

用户线程应用同步非浊宣IO模型的伪代码描述为：

{

while(read(socket, buffer) != SUCCESS)

;

process(buffer)

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