五种I/O复用

Posted 2020-07-10

1.阻塞I/O

2.非阻塞I/O
3.I/O复用（select和（e）poll）

4.信号驱动I/O（SIGIO）

5.异步I/O（ Posix.1的aio_系列函数）

一个I/O分为两个过程：等，数据搬迁

1.阻塞I/O：两个过程都由自己完成，eg:钓鱼，如果鱼没上钩，一直等待，什么都不做。

同理，应用程序调用一个IO函数，导致应用程序阻塞，等待数据准备好。如果数据没有准备好，一直等待。数据准备好了，从内核拷贝到用户空间。

2.非阻塞I/O：两个过程都由自己完成，但通过轮询方式等待（用户实现），eg:钓鱼，如果鱼没上钩，一直等待，可做别的事。

我们把一个套接字设置为非阻塞就是告诉内核，当所请求的I/O操作无法完成时，不要将进程睡眠，而是返回一个错误。这样我们的I/O操作函数将不断的测试 数据是否已经准备好，如果没有准备好，继续测试，直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中，会大量的占用CPU的时间。

3.I/O复用（select和（e）poll）：

eg:钓鱼，使用多个鱼竿，性能高（鱼上钩可能性较大），多路复用。

I/O复用模型会用到select或者poll函数，这两个函数也会使进程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，这两个函数可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作，多个写操作的I/O函数进型检测，直到有数据可读或可写时，才真正调用I/O操作函数。

4.信号驱动I/O（SIGIO）：等待过程比较灵活，信号驱动，接受顺序逆置。eg:钓鱼，可在鱼竿上放个铃铛。如果鱼没上钩，可做别的事，当铃铛响了，就回来捕鱼。

首先我们允许套接字进行信号驱动I/O,并安装一个信号处理函数，进程继续运并不阻塞。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I/O操作函数处理数据。

5.异步I/O（ Posix.1的aio_系列函数）

eg:钓鱼，可将任务分配给别人，调到后把鱼放到桶里。

调用aio_read函数，告诉内核描述字，缓冲区指针，缓冲区大小，文件偏移以及通知的方式，然后立即返回。当内核将数据拷贝到缓冲区后，再通知应用程序。

注：前4中可称为同步I/O,阻塞和非阻塞属于同步范畴。

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