网络I/O

目录

一、网络编程实践

二、IO核心模型解析

1. 阻塞IO（BIO）

2. 非阻塞IO（NIO）

3. IO多路复用（核心模型）

4. 信号驱动IO（较少使用）

5. 异步IO（AIO）

三、关键概念对比

四、生产环境经验

五、性能对比测试数据

六、select、poll、epoll 的区别是什么？

1. 历史和兼容性

2. 文件描述符数量限制

3. 事件存储和传递方式

4. 事件触发模式

5. 性能表现

6. 应用场景

七、其他资料

网络I/O (小林coding)

网络I/O (CS-Notes 面试笔记)

Java IO | Java 全栈知识体系

Java IO  | JavaGuide

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关于网络编程和IO，结合实际开发经验，以下是我的总结：

一、网络编程实践

我确实在多个项目中应用过网络编程，典型场景包括：

1. HTTP服务器开发（Golang的net/http库）

2. WebSocket实时通信服务（配合goroutine实现高并发）

3. 分布式RPC框架（基于TCP长连接+Protobuf协议）

4. 物联网MQTT消息服务（处理万级设备连接）

二、IO核心模型解析

IO的核心是数据在内存与外部设备（网络、磁盘等）的传输过程，主要分为五类：

1. 阻塞IO（BIO）

• 特点：系统调用后线程被挂起，直到数据就绪

• 代码示例：

sock.recv(1024)  # 线程在此阻塞

• 缺点：1连接1线程，资源消耗大

2. 非阻塞IO（NIO）

• 特点：立即返回结果，通过轮询判断就绪

• 伪代码逻辑：

while(true) {
    if (socket.readable()) {
        readData(); // 实际读取
        break;
    }
}

• 优点：单线程处理多连接

• 缺点：CPU空转消耗资源

3. IO多路复用（核心模型）

通过单线程监控多个文件描述符：

系统调用	时间复杂度	最大连接数限制	触发方式
select	O(n)	1024	水平触发
poll	O(n)	无限制	水平触发
epoll	O(1)	10万+	水平/边缘触发可选

Go语言中的netpoll和Java NIO的Selector都是基于epoll实现

4. 信号驱动IO（较少使用）

• 内核数据就绪时发送SIGIO信号

• 需要处理信号回调，复杂度高

5. 异步IO（AIO）

• 特点：内核完成所有操作后通知应用层

• Linux原生AIO（libaio） vs Windows IOCP

• 代码示例：

aio_read(sock, callback); 
// 内核完成读取后自动执行回调

三、关键概念对比

模型	阻塞点	用户态参与	适用场景
同步阻塞IO	数据拷贝阶段	全程参与	低并发简单场景
同步非阻塞IO	无阻塞点	轮询检查	需精细控制连接
IO多路复用