网络IO模型

1. 什么是网络IO

网络IO和磁盘IO一样，也是IO的一种。磁盘IO是磁盘-->内核-->应用程序，同样网络IO是网卡-->内核-->应用程序。简单理解，就是操作系统收到网卡的数据，然后缓存到一个缓冲区buffer中，然后应用程序调用系统函数，从buffer中取数据。

 

访问IO的方式，也就是通常所说的IO模型，大致有五种，分别是阻塞IO、非阻塞IO、多路复用IO（selecet\poll\epoll等）、信号驱动IO以及异步IO。《Unix网络编程》一书中都有提及，本文主要将的是应用最广泛的多路复用。

2. 网络IO模型

所有的网络模型解决的核心问题都是以下3个问题：

1. 有哪些网络连接？

2. 哪个连接有数据？

3. 如何读取数据？

2.1 阻塞IO

这是最简单的一种IO,已recvfrom为例子，应用进程执行系统调用之后，会一直阻塞，直到数据包到达且返回到应用进程的缓冲区或者出错的时候。但是这个时候，服务端一直被占用，就没法再接收新的客户端的请求了。

 

2.2 非阻塞IO

与阻塞IO相比，它不再一直等待，而是通过间隔轮训的方式，去查看操作是否就绪。如果我有很多，比如10000个连接，一个连接建立平均轮训4次的话就是40000次系统调用，内核态和用户态频繁的切换，成本是非常高的，最终拖慢系统的响应。

 

2.3 信号驱动IO

当操作就绪之后，内核会发送信号SIGIO给应用进程，应用进程在此期间不被阻塞。但是当数据量大，会频繁的产生信号（但也只是一个信号，并没告诉应用发生了什么）内核不断拷贝数据到用户态，性能变低。

 

2.4 异步IO

 

告诉内核启动了某个操作，等整个操作完成之后，再通知应用进程。这是一种理想的IO模型，等待过程中进程不被阻塞，和信号驱动IO也不同，它发送信号，已完成数据传送。不过glibc 的 aio 还不成熟。

 

2.5 IO多路复用

多路复用，单个线程，通过记录跟踪每个I/O流(sock)的状态，来同时管理多个I/O流 。它的优点是只用一个线程就可以管理多个socket，无需新建线程或者进程，减少了资源消耗。连接越多它的优势越明显，但若只有很少数的连接，可能比阻塞IO+多线程效率还低。

 

 

Linux上常用的IO多路复用器主要有select、poll、epoll

 

 

[1] http://www.360doc.com/content/18/0624/05/56167096_764796454.shtml

[2] https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42962086/article/details/109478700

[3] UNIX网络编程