【操作系统】编写高效可靠的服务端应用

作者：禅与计算机程序设计艺术

1.背景介绍

操作系统（英语：Operating System，OS），简称作“系统”，是控制计算机硬件和软件资源分配、管理、调度和控制的基本软件，它直接管理和支配硬件设备，并提供一系列的基本服务，包括文件管理、内存管理、输入/输出处理、进程管理等。目前，服务器端应用程序开发者都需要对操作系统进行高度关注，因为只有理解了操作系统底层的原理，才能更好地优化、提升应用程序的性能，解决性能瓶颈问题，并且确保其运行安全。因此，掌握操作系统知识对于服务端开发者来说，是一个必备技能。

基于Linux操作系统的开源服务器软件，如Apache、Nginx等都具有良好的稳定性、安全性、扩展性和性能。但是对于某些公司或者个人而言，自己动手从零开发一个完整的服务器软件可以节省大量的时间成本，而且还能够更加充分地利用自己的开发能力和资源。本文将带领大家认识到操作系统的基本原理和算法实现，进而编写出高效、可靠、健壮的服务端应用程序。

2.核心概念与联系

1.I/O 模型

I/O模型（Input/Output Model）定义了计算机系统如何通过输入/输出接口（例如，屏幕、键盘、鼠标、网络、磁盘等）与外部世界进行交互。目前最常用的I/O模型有以下几种：

1. 阻塞式 I/O 模型：在该模型中，调用进程会被挂起，直到实际输入/输出完成才返回。也就是说，如果没有数据可用时，调用进程就一直处于等待状态，无法继续执行其他任务。举例来说，当某个程序需要读取磁盘文件中的数据时，如果文件很小，则可能在短时间内就可以读取完毕；但如果文件很大，那么就