五种IO模型

五种IO模型

什么叫做读就绪，什么叫做写就绪？

读就绪：接受缓冲区中的数据大小，大于等于低水位标记（1字节）

写就绪：发送缓冲区中的剩余空间的大小，大于等于低水位标记（1字节）

一、阻塞IO

用户线程发起IO请求时，内核会去查看数据是否就绪，如果数据没有就绪，那么该线程就会陷入阻塞状态，也就是说该线程这时候就不会继续向下执行，同时它也会让出CPU，直到数据就绪，那么这个时候用户线程才会进行对应的IO处理。

举例说明：

以套接字中的read函数举例：

当我们想要读取接受缓冲区中的内容时，我们会调用read函数。这个时候，内核会去接受缓冲区中查看数据是否准备就绪，如果准备就绪，那么就直接将数据拷贝到该线程中，然后将执行的结果返回。如果没有就绪，那么这个线程就会一直在这等待，线程就会一直停留在read函数这里，就不会向下执行。

二、非阻塞IO

用户进程发起IO请求时，内核去查看数据是否就绪，如果数据没有就绪，那么会直接报错返回。如果就绪，那么

用户线程才会进行对应的IO处理

注意：

因为非阻塞IO当数据没有就绪时，会直接报错返回，所以我们想要成功读取或写入数据，那么我们就要一直判断数据是否就绪，因此非阻塞IO需要程序员自己去循环去读取该文件描述符。所以这样的办法，会很浪费CPU，因此很少用它。

三、信号驱动IO

用户线程发起IO请求，然后用户线程继续向下执行，不会阻塞在这里。如果某个时候，数据准备就绪，那么内核会发出一个信号，告诉用户线程说你要的数据已经准备好了。于是这个时候用户线程就会进行对应的IO处理。

四、异步IO

用户线程发起IO请求，然后继续向下执行。内核会等待数据准备完成，然后内核会直接代替用户线程去执行对应的IO请求，执行完毕之后，会直接将结果返回就行。

五、区别异步IO和信号驱动IO

信号驱动IO是在数据准备就绪时，内核发出信号，然后用户线程来进行IO处理。但是异步IO是整个过程都由内核来完成，包括对于IO的处理也是内核来完成，也就是说，用户线程不需要知道如何进行IO处理，直接使用处理之后的结果就行。

举例说明：（钓鱼举例）

信号驱动IO：

A去钓鱼，然后他将鱼竿放入水中，然后因为它有事情，于是就找了一个人B帮助他看住鱼竿，接着就离开去处理其他事情。接下来如果有鱼上钩，那么B就会打电话告诉A，然后A再回来把鱼钓上来，放入桶中等等一系列过程，这都是由A亲自完成，B只负责通知。

异步IO：

A去钓鱼，然后他将鱼竿放入水中，然后因为他有事情，于是就找了一个人B帮助他钓鱼，于是他就去处理其他事情。接下来如果有鱼上钩，那么B就负责将鱼钓上来，然后放入桶中，再将鱼竿放入水中等等这一系列的过程。当把鱼钓完之后，他打电话告诉A已经钓完鱼了，于是A只需要过来将桶中的鱼全部拿走即可。

六、区别同步和异步

同步和异步形容都是消息通知的方式

同步：

当我们发起一个调用时，如果没有得到结果，那么该调用就不会返回，并且程序也不能继续向下执行，必须等到有结果时，那么才会返回，程序才能继续向下执行。

异步：

当我们发起一个调用时，该调用可以立即返回，程序可以继续向下执行。异步调用通常会在另外一个线程中，“真实”地执行着。整个过程，不会阻碍调用者的工作。

举例说明：

打个比方，比如我们去购物，如果你去商场实体店买一台空调，当你到了商场看中了一款空调，你就想售货员下单。售货员去仓库帮你调配物品。这天你热的实在不行了。就催着商家赶紧给你配送，于是你就等在商场里，候着他们，直到商家把你和空调一起送回家，一次愉快的购物就结束了。这就是同步调用。

不过，如果我们赶时髦，就坐再家里打开电脑，在网上订购了一台空调。当你完成网上支付的时候，对你来说购物过程已经结束了。虽然空调还没有送到家，但是你的任务都已经完成了。商家接到你的订单后，就会加紧安排送货，当然这一切已经跟你无关了，你已经支付完成，想什么就能去干什么了，出去溜达几圈都不成问题。等送货上门的时候，接到商家电话，回家一趟签收即可。这就是异步调用

七、IO多路转接

IO多路转接模型有三种，分别是select、poll、epoll。不过这是下一篇的内容。