信号驱动和异步驱动的区别

Posted 2020-09-01

5种I/O模型：

1.阻塞I/O

2.非阻塞I/O

3.异步I/O

4.信号驱动I/O

5.I/O复用

 

信号驱动和异步驱动的区别

　　信号驱动IO是指：进程预先告知内核，使得 当某个socketfd有events（事件）发生时，内核使用信号通知相关进程。

　　异步IO（Asynchronous IO）是指：进程执行IO系统调用（read / write）告知内核启动某个IO操作，内核启动IO操作后立即返回到进程。IO操作即内核当中的服务例程。

　　异步I/O和信号驱动I/O的区别很容易被混淆。前者与后者的区别在于启用异步I/O意味着通知内核启动某个I/O操作，并让内核在整个操作（包括数据从内核复制到用户缓冲区）完成时通知我们。也就是说，异步I/O是由内核通知我们I/O操作何时完成，即实际的I/O操作也是异步的；而 信号驱动I/O是由内核通知我们何时可以启动一个I/O。

　　I/O究竟什么时候能用这个信息实际上只有内核才能 事先知道，因为是内核在最终处理系统中的所有打开的描述符。

　　信号驱动I/O模型

　　内核：I/O能用了。

　　进程：接受到I/O能用的消息并执行接下来的操作。

 　　异步I/O模型

　　内核：等待这个I/O有消息了，接受到数据。

　　进程：从缓存中得到数据。

 

　　信号驱动的作用在于在等待I/O可用的过程中可以执行其它的指令，这种方法从理论上看 倒是不错。由于进程已经休眠，就不会再占用CPU，仅当I/O可用时它才恢复执行。但是这种方法的问题在于信号处理的开销有点大。若只是少数的请求还没有问题，若是每分钟收到100个请求，那就几乎一直都在捕获信号。每秒钟捕获上百个信号的开销是相当大的，不单是进程，对于内核发送信号的开销而言也是一样的。

　　因此，在高性能的服务器编程中，用异步I/O来处理多个I/O更为高效。当然，也可以用I/O复用模型来实现（epoll是一个相当高效的方法），但是对于Regular File来说，是不能使用epoll的，因为不能设置非阻塞模式(O_NOBLOCK 方式对于传统文件句柄是无效的)，这个时候，异步I/O是一个很不错的选择。