IO多路复用

 

io模型介绍:

　　为了更好地了解IO模型，我们需要事先回顾下：同步、异步、阻塞、非阻塞

    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，我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           阻塞IO     * nonblocking IO      非阻塞IO     * IO multiplexing      IO多路复用     * signal driven IO     信号驱动IO     * asynchronous IO    异步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)

io多路复用几种机制:

select模型　:

轮询的方方式获取每个对象的状态

poll模型:

底层数据结构与select不同,能够存储更多的对象,也是采用轮询的机制

epoll模型:

不采用轮询的方式来获取每个对象的状态,而是采用回调函数的方式
所以在wait for data 阶段,一收到数据就可以立即通知应用程序
提高了效率,也减轻了操作系统的负担

什么是io多路复用:

操作系统提供的代理,监听网络对象的IO操作