IO模型

IO模型介绍

同步（synchronous） IO和异步（asynchronous） IO，阻塞（blocking） IO和非阻塞（non-blocking）IO分别是什么，到底有什么区别？这个问题其实不同的人给出的答案都可能不同，比如wiki，就认为asynchronous IO和non-blocking IO是一个东西。这其实是因为不同的人的知识背景不同，并且在讨论这个问题的时候上下文(context)也不相同。所以，为了更好的回答这个问题，先限定一下本文的上下文。

本文讨论的背景是Linux环境下的network IO。本文最重要的参考文献是Richard Stevens的“UNIX® Network Programming Volume 1, Third Edition: The Sockets Networking ”，6.2节“I/O Models ”，Stevens在这节中详细说明了各种IO的特点和区别，如果英文够好的话，推荐直接阅读。Stevens的文风是有名的深入浅出，所以不用担心看不懂。本文中的流程图也是截取自参考文献。

Stevens在文章中一共比较了五种IO Model：  
* blocking IO  
* nonblocking IO  
* IO multiplexing  
* signal driven IO  
* asynchronous IO  
由signal driven IO（信号驱动IO）在实际中并不常用，所以主要介绍其余四种IO Model。

再说一下IO发生时涉及的对象和步骤。对于一个network IO \(这里我们以read举例\)，它会涉及到两个系统对象，一个是调用这个IO的process \(or thread\)，另一个就是系统内核\(kernel\)。当一个read操作发生时，该操作会经历两个阶段：

1）等待数据准备 (Waiting for the data to be ready)
2）将数据从内核拷贝到进程中(Copying the data from the kernel to the process)

记住这两点很重要，因为这些IO模型的区别就是在两个阶段上各有不同的情况。

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　　协程是单线程下的并发，而单线程下的并发并不是对性能都有所提升，一定是监测单线程下多个任务的IO行为，遇到IO行为不要让其原地阻塞自己让它切换到另外一个任务去执行，这样就可以提高单线程的效率。

提交任务的方式;
同步：提交完任务在原地等待结果，拿到结果再运行下一行代码
异步：提交完任务后接着往下执行。通常和回调机制连在一起，异步不等结果，提交完任务，任务运行完后自动触发回调函数运行

同步不等于阻塞

阻塞：遇到IO，操作系统会把cpu夺走

套接字服务端功能，IO行为：accept(网络的输入输出)，recv(),send().
accept和recv两个阶段： 1、wait data（对方把数据经过网络延迟送到自己的操作系统缓存）
2、copy data 由操作系统的缓存拷贝到应用程序的内存的阶段（这个阶段速度很快）
send（好像看不出有等的效果只有copy data）应用程序把数据拷贝到操作系统的缓存中