Linux杂谈：Linux IO模型

Posted 2021-12-30 Stoneshen1211

文章目录

• 1 同步阻塞IO
• 2 同步非阻塞IO
• 3 IO多路复用
• 4 信号驱动IO
• 5 异步IO

简单记录一下linux下的几种I/O模型，防止遗忘。

1 同步阻塞IO

同步阻塞IO是最简单的IO模型，在使用这种模型进行数据接收的时候，如果没有数据，会一直等待，即阻塞在这里，直到有数据才返回。

2 同步非阻塞IO

同步非阻塞IO,在使用这种模型进行数据接收的时候，不管有没有数据都会返回，不阻塞。如果没有数据，立马返回；如果有数据，从内核空间拷贝数据后返回。

如果我们需要读取数据，但是没有数据立马返回，那么我们就需要不断的去轮询，查看是否有数据，如果没有数据，继续轮询，直到有数据；这种情况需要不断轮询，不断的去请求数据，导致CPU资源。

3 IO多路复用

在前面的同步非阻塞IO中，需要不断的轮询去查看是否有数据。IO多路复用在同步非阻塞IO基础上，加入了超时时间。在超时时间内，如果没有数据，就会阻塞等待；如果有数据，就会立马返回；如果超过超时时间，没有数据，也立即返回。

从上面的描述来看，IO多路复用没有太大的优势，只是加入了一个等待时间。它的优点在于“多路”，即可以同时处理监听多个IO请求，提高了程序的效率。

4 信号驱动IO

信号驱动IO是指在进程开始时候就注册一个信号的处理函数，即回调函数，然后进程继续执行其它操作。当有数据时候，系统会发出一个信号，然后就会调用回调函数进行处理。

5 异步IO

异步IO是指如果用户要对IO进行读写操作，会告诉内核进行IO操作（即告诉内核用户读写缓冲区的位置，以及IO操作后通知用户的方式），然后立马返回，不阻塞；内核会在IO操作完成后，通知用户，此时的数据已经由内核拷贝到用户空间，可以直接对数据进行处理。

在上面的 同步阻塞IO/同步非阻塞IO/IO多路复用/信号驱动IO 等模型都是同步IO模型，即同步IO只是用来通知有数据，IO的读写都是由用户空间，应用程序主动去读写的。而异步IO的读写操作是在内核空间完成的，完成之后再通知应用程序。