理解同步,异步,阻塞,非阻塞,多路复用,事件驱动IO

Posted 2020-12-04 darrenqiao

以下是IO的一个基本过程

 

先理解一下用户空间和内核空间，系统为了保护内核数据，会将寻址空间分为用户空间和内核空间，32位机器为例，高1G字节作为内核空间，低3G字节作为用户空间。当用户程序读取数据的时候，会经历两个过程：磁盘到内核空间（这块消耗性能，下面简称内核数据准备），内核空间拷贝到用户空间（下面简称用户空间拷贝）。

 

基于这个前提，同步异步IO，阻塞非阻塞IO

这几个概念其实非常类似的，区分的关键点在于被调用者的返回方式。

当我们进行IO操作的时候，如果被调用者将任务全部执行完返回，称为同步/阻塞 IO。

 

如果被调用者，不管没有操作成功，直接返回一个结果码，但是不再主动通知后续结果，称为非阻塞IO；这种情况下需要重复调用查询状态。

 

如果被调用者，不管有没有操作成功，直接返回个结果码，等到全部操作完成之后再发一个信号通知调用者，称为异步IO。

 

举个例子：

家里有个专门帮忙做饭的阿姨，有一天我想喝水了，我让阿姨帮忙烧一壶水。

我看着她去烧水，灌水，给我倒水，期间没有做其他任何事情，这就是同步。

我想着也不用一直等，可以先看会儿电视，我就隔一会儿来看一次，隔一会儿来看一次，这叫非阻塞。

再想想，这也烦，我索性跟阿姨说，好了叫我一声，然后就去看电视去了，这叫异步。

 

而IO多路复用，信号驱动IO则是基于前面四个模型的衍生。

IO多路复用是基于阻塞IO的衍生，主要是为了提高内核空间数据准备这一块的功能复用，即阻塞的同时监听多个端口，有一个端口有数据就进行处理，提高性能。

 

信号驱动IO则是在内核空间数据准备这一块采用异步，在用户空间拷贝这一块采用同步。