Linux五种IO模型

Posted 2022-11-10 songhe364826110

目录

• 1. IO模型
• 2. 阻塞式IO
• 3. 非阻塞式IO

1. IO模型

Linux下可用的IO模型有5种，分别是：

• 阻塞式IO
• 非阻塞式IO
• IO复用
• 信号驱动式IO（SIGIO）
• 异步IO（Posix的aio_系列函数）

其中，除了异步IO，其余都属于同步IO模型。
在这5种模型中，我们目前只关注前3种，并且把IO复用放在网络编程专题中讲，本文只简单介绍阻塞式IO和非阻塞式IO的概念与区别。

2. 阻塞式IO

阻塞式IO是Linux中最基本、最常用的IO模型，指的是可能会使进程永远阻塞的函数，一般表现为：

• 进程或线程调用某个函数，该函数需要满足特定条件才能向下执行
• 如果条件不满足，则会使调用进程或线程阻塞，让出CPU控制权，并一直持续到条件满足为止
• 在Linux中，阻塞式IO一般作为默认属性出现，如mq_receive、sem_wait、sem_post等

在默认情况下，所有的套接字都是阻塞的，我们以UDP套接字为例来展示阻塞式IO模型，如下图所示。

进程调用recvfrom接收数据，但由于内核还未准备好，进程就会阻塞；直到内核准备好数据，recvfrom完成数据复制工作，进程才能解除阻塞状态。

3. 非阻塞式IO

顾名思义，非阻塞式IO不会使调用进程或线程永远阻塞，具体表现为：如果IO操作不能完成，则立即出错返回，调用进程或线程继续向下执行。

对于一个给定的描述符，有两种将其指定为非阻塞式IO的方法：

• 调用open创建或打开文件时指定O_NONBLOCK标志
• 对于一个已经打开的描述符，调用fcntl改变其属性，为其设置O_NONBLOCK标志

#include <fcntl.h>

int fcntl(int fd, int cmd, ... /* int arg */);

将cmd设为F_SETFL，arg设为O_NONBLOCK，就可以为fd设置非阻塞标志。