理解网络IO模型

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了理解网络IO模型相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1 前言

本系列从模型谈起,然后源码级分析其中的(流行的高效的)IO复用模型(select+poll+epoll),最后给出针对IO复用模型的具体实现对比。

2 模型概念

我们看下stevens的图:

如图,5种IO模型。我们逐一看看:

1)阻塞IO

socket默认都是阻塞的,进程在发出IO系统调用后一直堵塞,直到内核有数据且把数据拷贝给进程后,该进程才继续运行。

2)非阻塞IO

设置socket为非堵塞的,进程反复调用IO系统调用,如果内核没数据就立即返回继续调用;否则堵塞直到内核把数据拷贝给该进程后,该进程继续运行。

3)IO复用

进程调用IO系统调用,同时监测多个socket。如果所有socket都没有数据则堵塞;否则进程继续运行并通过另一个系统调用以IO方式去读取数据。

4)信号驱动IO

进程调用IO系统调用后不受影响地继续运行,直到内核有数据并发信号给该进程。该进程处理信号时通过另一个系统调用以塞IO方式去读取数据。

5)异步IO

进程发出IO系统调用后不受影响地继续运行,直到内核有数据并把数据拷贝给进程才发信号给该进程。该进程处理信号即可,无需读取。

我们的理解是:

非堵塞IO是内嵌了堵塞IO方式,而IO复用、信号驱动IO,则是追加使用了堵塞IO方式的。换句话说,相对于异步IO,堵塞IO、非堵塞IO、IO复用、信号驱动IO这四种都是同步的,因为都有堵塞发生(参考上图)。

接下来我们分析IO复用模型,其典型实现就是select、poll、epoll。

select是老字号,可移植性好,但是支持的文件描述符数量有限。poll解决了select的文件描述符数量问题,除此之外,和select机制基本一样。select/poll只支持LT,而epoll则追加支持ET;select/poll每次扫描所有文件描述符,而epoll则仅扫描活跃的(有数据的)文件描述符从而大大提高性能。

了解了以上内容,下次我们从select开始谈起。。。(未完待续)

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文完,谢谢阅读!



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