网络I/O模型--5种常见的网络I/O模型

Posted 2021-01-27 zhangyq-yard

 

阻塞与非阻塞

　　阻塞就是卡在那儿什么也不做，双方之间也没有信息沟通。

　　非阻塞就是即使对方不能马上完成请求，双方之间也有信息的沟通。

同步与异步

　　同步就是一件事件只由一个过程处理完成，不论阻塞与非阻塞，最后完成这个事情的都是同一个过程

　　异步就是一件事由两个过程完成，前面一个过程通知，后面一个过程接受返回的结果。

异步和事件驱动（multi IO）

　　异步是指数据准备好并且已经拷贝到用户空间，在通知用户来取数据

       事件驱动理解为准备好数据了但是没有拷贝到用户空间，这个时候去通知用户，用户再去取数据，经过拷贝过程取得数据。 

 

5种常见的网络I/O模型

• blocking I/O  -- 阻塞类型的I/O
• nonblocking I/O -- 非阻塞类型的I/O
•  I/O Multiplexing -- 多路复用型I/O　
•  Signal-Driven I/O -- 信号驱动型I/O
•  Asynchronous I/O -- 异步I/O　

 　　

 

　

1. blocking I/O  -- 阻塞类型的I/O

　　流程图如下：

　　　　

　　linux下socket默认是阻塞的，阻塞模式在准备数据和拷贝数据两个过程都是阻塞的，在这期间客户端一直卡着，双方也没有数据交流。

2.nonblocking I/O -- 非阻塞类型的I/O

　　流程图：

　　　　

 

 　   linux下使用fcntl方法将socket设置为非阻塞模式 

　　　　flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);                        //获取文件的flags值。

              fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);   //设置成非阻塞模式；

　　非阻塞模式下，如果数据还没有准备好，服务端会返回error，客户端根据这个error判断后，再次发起recv，直到数据准备好，这个过程虽然客户端也在这里卡着了，但是这期间一直和服务有着信息交换。

 

3.I/O Multiplexing -- 多路复用型I/O

　　流程图：

　　　　 　　

 

　　多路复用型IO，有的也称为事件驱动型IO，常用select，poll，epoll来处理多个IO连接状态。当某个IO连接的数据准备好了，select返回，通知用户进行read操作，这种IO的好处是一次可以监听多个连接，坏处是要两次调用，两次返回，单个连接和非阻塞IO没有多大的性能提升。

　　  在多路复用模型中，对于每一个socket，一般都设置成为non-blocking，但是，如上图所示，整个用户的process其实是一直被block的。只不过process是被select这个函数block，而不是被socket IO给block。因此select()与非阻塞IO类似。

 

4.Signal-Driven I/O -- 信号驱动型I/O

　　流程图：

　　

 

　　首先我们允许套接口进行信号驱动I/O,并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。

 

5.Asynchronous I/O -- 异步I/O

 　　流程图：

　　　　

　　当一个异步过程调用发出后，调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后，通过状态、通知和回调来通知调用者的输入输出操作

　　

 

 

参考资源:

　　http://www.cnblogs.com/findumars/p/6361627.html

　　https://www.cnblogs.com/kunhu/p/3624000.html