IO编程，相关概念

生产者-消费者工作模式：比如我们是生产者，麦当劳的服务员是消费者。

我们去买个汉堡，下了单之后，我就自己跑去干自己的事了；

服务员是消费者，他接到这个单，消化掉我们带来的这个需求，并告诉我们汉堡做好了，可以拿走了（同步，异步，回调，轮询）

这种工作模式的好处是，我们不用一直等着汉堡制作，可以去干其他的事。

所以生产者消费者模型，是适合用来做异步化或者业务解耦的

 

在IO编程中，就存在速度严重不匹配的问题。举个例子来说，比如要把100M的数据写入磁盘，CPU输出100M的数据只需要0.01秒，可是磁盘要接收这100M数据可能需要10秒，怎么办呢？

有两种办法：

• 同步IO
  • CPU等着，也就是程序暂停执行后续代码，等100M的数据在10秒后写入磁盘，再接着往下执行，这种模式称为同步IO
  • 你去麦当劳点餐，你说“来个汉堡”，服务员告诉你，对不起，汉堡要现做，需要等5分钟，于是你站在收银台前面等了5分钟，拿到汉堡再去逛商场
• 异步IO
  • CPU不等待，只是告诉磁盘，“您老慢慢写，不着急，我接着干别的事去了”，于是，后续代码可以立刻接着执行，这种模式称为异步IO
  • 你说“来个汉堡”，服务员告诉你，汉堡需要等5分钟，你可以先去逛商场，等做好了，我们再通知你，这样你可以立刻去干别的事情（逛商场）

 

想想看，你得知道什么时候通知你“汉堡做好了”，而通知你的方法也各不相同：

• 回调模式：
  • 你什么都不用管，等着服务员跑过来找到你，告诉你“汉堡做好了。”
• 轮询模式：
  • 你下单了一个汉堡包，服务员告诉你成功下单了，但是不告诉你什么时候去拿。这时候你自己每隔一分钟就去问一次，直到你去问的时候他说汉堡做好了，在此之前你每次去问他都告诉你汉堡还没好
  • 或者频繁一些的话，就是服务员告诉你汉堡还没好，话音刚落，你又问一次
  • 又或者这样，前台有N个服务员，你从0号服务员开始问，他告诉你还没好，你就问1号服务员，这样一直到N号，如果N号也告诉你还没好，你又从0号服务员开始问，这样一直循环，直到有个服务员告诉你汉堡好了

 

看起来，好像异步IO比同步IO性能好，但是也不是绝对的：

假设这样一个情况：几乎在你下单的同时，汉堡包就已经OK了。这时候你不是直接去拿，而是等对方的一个回调，这时候这个等待就带来了时间成本。

典型的情况就是AHCI和NVME的对比。

传统上，普通硬盘性能很低，CPU性能很高，这里面产生了巨大的性能落差，如果让CPU等硬盘，那CPU就浪费性能了。

但是，现在的NVME硬盘，有着跟内存几乎等同的性能，那异步相对于NVME硬盘的性能来说，反而带来了额外的回调等待过程开销。

 

ps：部分资料参考 廖雪峰的官方网站