I/O多路复用——概述与应用场景

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#java #python #网络

本文介绍了多路复用技术的基本原理及应用场景，通过多个实例展示了如何利用该技术提高服务器性能，包括I/O框架libevent、Python网络框架gevent、高性能Web框架Tornado等。

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一、概述

    多路复用属于同步I/O模型，主旨是同时监听多个FD，一旦有事件发生，发送至相应的处理器处理以提高性能。

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举个例子，一个聊天程序，阻塞型的一个服务器只能跟一个客户端通信，要跟另一个通信就需要断开这个；

多路复用让服务器可以监听多个socket描述符，当一个客户端没有数据传来时，服务器可以转而服务其他有数据的客户端。

二、常用应用场景

        客户端要处理多个socket

        客户端同时处理连接和用户输入，比如聊天室

        TCP服务器要同时处理监听socket和连接socket

        服务器同时处理TCP和UDP

        服务器要监听多个端口

三、举例

        I/O框架libevent

        基于libevent和协程的python网络框架gevent

        python的高性能web框架tornado

        redis文件事件处理器

        nginx，apache事件模型

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用实例的方式理解IO多路复用机制
ZhiguoXue_IT的博客
05-28 385
IO多路复用技术 IO多路复用机制带来了 技术原理概述 IO多路复用技术是为了解决进程或线程阻塞到某个I/O系统调用而出现的技术，使进程不阻塞于某个特定的I/O系统调用。 在IO多路复用技术描述前，讲解下同步，异步，阻塞，非阻塞的概念。 技术原理-细讲一 linux网络IO中涉及到的模型如下： 1）阻塞式IO 2）非阻塞式IO 3）IO多路复用 4）信号驱动IO 5）异步IO 技术原理-同步/异步 在学习IO模型的时候，我们必须明确一个概念，处理IO的时候，阻塞和非阻塞都是同步的IO。只有使用了特殊的API
65、Java I/O与NIO系统全面解析
最新发布
rust6ferris的博客
06-11 13
本文全面解析了Java的传统I/O系统和NIO系统，详细介绍了传统I/O中的对象输入、序列化机制以及ObjectInput接口和ObjectInputStream类的使用，并通过示例展示了对象的序列化与反序列化过程。同时，深入探讨了Java NIO的核心概念，包括缓冲区、通道、字符集和选择器等，分析了NIO在文件处理和网络编程中的优势。最后，对比了传统I/O与NIO的不同特点，并结合实际场景提供了选择建议，展望了NIO在未来大数据、云计算和物联网等领域的发展趋势。
IO多路复用
nkguohao的专栏
05-18 1062
IO多路复用  与多线程和多进程相比，I/O多路复用的最大优势是系统开销小，系统不需要建立新的进程或者线程，也不必维护这些线程和进程。 主要应用： （1）客户程序需要同时处理交互式的输入和服务器之间的网络连接 （2）客户端需要对多个网络连接作出反应 （3）TCP服务器需要同时处理多个处于监听状态和多个连接状态的套接字 （4）服务器需要处理多个网络协议的套
五种IO 模式——阻塞(默认IO模式)，非阻塞(常用语管道)，IO多路复用(IO多路复用的应用场景)，信号IO，异步IO
jxm_96的博客
11-22 658
五种I/O 模式： 【1】阻塞 I/O(Linux下的I/O操作默认是阻塞I/O，即open和socket创建的I/O都是阻塞I/O) 【2】非阻塞 I/O(可以通过fcntl或者open时使用O_NONBLOCK参数，将fd设置为非阻塞的I/O) 【3】I/O 多路复用(I/O多路复用，通常需要非阻塞I/O配合使用) 【4】信号驱动 I/O(SIGIO) 【5】异步 I/O一般来说，程序
深度剖析IO多路复用机制
m0_54369189的博客
07-31 522
什么是 IO多路复用？IO多路复用 解决了什么问题？你平时有使用过IO多路复用吗？
Redis与IO多路复用
微刻
11-14 1522
IO多路复用是一种处理并发IO请求的技术，它允许单个线程监视多个文件描述符（file descriptors），以确定哪些文件描述符已经准备好进行IO操作。这项技术的核心在于能够在单个线程中高效地处理多个并发连接，而无需为每个连接创建一个线程。定义：IO多路复用模型允许一个线程处理多个输入/输出通道。当某个通道有数据可读或可写时，该线程会被通知，然后执行相应的操作。提高效率：通过IO多路复用，Redis能够使用一个线程来管理多个客户端连接，减少了线程创建和销毁的开销，提高了资源利用率和系统吞吐量。
Java中的I/O模型——BIO、NIO、AIO
m0_53926113的博客
11-06 1253
BIO：每个连接一个线程，适用于低并发、小规模应用。NIO：多路复用、非阻塞，适合高并发场景。AIO：完全异步，回调机制适合高并发、长连接场景。
java I/O和NI/O 详解
topdeveloperr的博客
09-04 2854
目录 I/O概述 字符流 字节流 理解I/O超类结构 FileInputStream详解  FileOutputStream详解 File类 新I/O Java NIO: Channels and Buffers Channels  NIO FileChannel SocketChannel ServerSocketChannel Buffers Java NIO: ...
多路复用机制
08-19
本文将围绕“多路复用机制”这一主题，结合提供的描述与部分内容，深入探讨其工作原理及应用场景。 #### 二、多路复用机制概述 多路复用（Multiplexing）是一种能够同时处理多个数据流的技术，它使得单个进程能够...
串口多路复用协议
05-24
GSM0710规范定义的标准多路复用协议,将传输设备划分成多个逻辑链路(Channel 或者DLC)，可以同时传输数据流，每个逻辑通道都具备独立的缓冲区(buffer)和流量控制
I/O复用的场景
huangyifei_1111的博客
11-14 280
1.当客户端处理多个描述符(通常是交互式输入和网络套接字)时，必须使用I/O复用。 2.一个TCP服务器既要处理监听套接字，又要处理已经连接套接字，一般要用I/O复用。 3.一个服务器既要处理TCP又要处理UDP，一般用I/O复用。 4.一个服务器要处理多个服务或者多个协议如:inetd守护进程，一般要使用I/O复用。
多路复用
qq_41224661的博客
03-22 299
多路复用 多路复用的意思是这个协议层可以同时支持多个应用，TCP就是多路复用的。 它是通过端口来实现的，一个端口和IP地址组成套接字，就可以标识一个应用。用它来和对应的套接字连接。 TCP层使用端口号来给数据包分类，可以让对应的数据包找到对应的应用。 上图显示了TCP的多路复用。 ...
I/O 多路复用使用背景梳理
chuanglan的专栏
12-15 224
1. 问题背景描述 在终端使用 telnet 命令连接到一个 TCP server，假设 server 会返回你在终端输入的内容。 那么现在终端的这个 telnet 进程，会从两个文件描述符读取内容，一个是标准输入，一个是网络连接（server 返回的数据）。 来看看读取文件描述符内容的 API。 ...
IO多路复用适用场合
qq_34528825的博客
01-19 1336
IO多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件准备读取，它就通知该进程。IO多路复用适用如下场合： 　　（1）当客户处理多个描述字时（一般是交互式输入和网络套接口），必须使用I/O复用。 　　（2）当一个客户同时处理多个套接口时，而这种情况是可能的，但很少出现。 　　（3）如果一个TCP服务器既要处理监听套接口，又要处理已连接套接口，一般也要用到I/O复用。 　
协程在io多路复用中的应用
a...Z
10-14 300
阻塞式IO 在这里插入图片描述 socket的所有操作都由操作系统来提供,也就是通过系统调用来完成 每创建一个socket,就会在文件描述符表中对应增加一条记录,而返回给应用程序的只有一个socket描述符,每个TCPsocket创建的时候,操作系统都会为它分配读缓冲区和写缓冲区 要获得数据就要从读缓冲区读取过来,同样的要通过socket发送数据,就要写入些缓冲区 当要写入的数据没有地方,或者读取的数据没有时候,就要有cpu一致在阻塞的等待,这就是阻塞式IO 在高并发场景下家具调度开销
技术系列之 网络模型（三）多路复用模型
actionmoon的专栏
08-28 722
作者：CppExplore 网址：http://www.cppblog.com/CppExplore/多路复用的方式是真正实用的服务器程序，非多路复用的网络程序只能作为学习或着陪测的角色。本文说下个人接触过的多路复用函数：select/poll/epoll/port。kqueue的*nix系统没接触过，估计熟悉了上面四种，kqueue也只是需要熟悉一下而已。一、select模型select原型：
I/O多路复用
weixin_44318762的博客
07-03 550
IO多路复用是一种允许一个线程在单一的系统调用中同时监视多个文件描述符（文件、套接字等）的技术。当这些文件描述符中的任何一个就绪（例如可读或可写）时，系统调用会返回，就绪的文件描述符可以被处理。这样可以避免为每个文件描述符创建一个线程或进程，从而减少系统资源的消耗和上下文切换的开销。
I/O模型与交互模型有什么区别
01-19
### 区分I/O模型与交互模型 在计算机科学领域内，不同类型的计算模型用于描述和分析系统的运作方式。对于理解两者之间的差异而言，可以从定义及其应用场景出发。 #### I/O模型概述 I/O模型主要关注输入/输出操作的过程以及效率评估，在此框架下通常会考虑磁盘读写、网络传输等外部设备的数据交换行为[^1]。该类模型强调的是程序如何有效地管理资源请求并处理来自外界的信息流。常见的有阻塞I/O、非阻塞I/O、多路复用I/O等多种形式，每种都有各自的特点适用于不同的场景需求。 #### 交互模型解析 相比之下，交互模型更侧重于用户界面设计及用户体验方面的问题。它探讨了软件系统应当怎样响应用户的动作来实现良好的互动效果。这不仅限于图形化界面上的操作反馈，还包括命令行工具中的提示信息显示等内容。通过合理的事件驱动机制或状态机转换逻辑，可以构建出既直观又高效的用户沟通渠道。 综上所述，虽然二者都属于广义上的“接口”，但是它们所针对的对象完全不同——前者面向硬件设施间的通信协议；后者则聚焦于人机之间更为自然流畅的对话模式。 ```python # 这里提供一段简单的Python代码片段展示两种模型的应用实例对比： import os def io_model_example(): """模拟文件读取过程""" try: with open('example.txt', 'r') as f: content = f.read() print(content) except FileNotFoundError: print("File not found.") def interaction_model_example(user_input): """基于用户输入做出回应""" greetings = {"hello": "Hi there!", "hi": "Hello!"} response = greetings.get(user_input.lower(), "Unknown command.") print(response) if __name__ == "__main__": # 调用函数演示区别 io_model_example() # 展现典型的I/O操作流程 user_command = input("Enter your greeting: ") # 获取用户指令作为交互起点 interaction_model_example(user_command) # 执行相应的交互逻辑 ```
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