【总结】Linux IO 模式概述

网络IO：网络IO涉及网络上数据的传输，其显著特点是IO的时延比较大。一次网络IO过程（read 操作）通常可分解为俩个操作过程，1、等待数据准备就绪（填充内核缓存） 2、将数据从内核拷贝到用户进程空间

阻塞和非阻塞：正在执行的进程，由于期待某些事情的发送，而无法继续工作的时候，自动执行系统阻塞原语，使自己处于阻塞状态。进程进入阻塞状态是不占用CPU资源。阻塞和非阻塞是针对当数据没有准备好的时候【步骤1】，进程采取的策略。

同步和异步：同步是指进程进行IO 操作的时候会阻塞（这里的阻塞特指当数据准备好的情况下，进程一定会等数据拷贝完成后再进行后续执行流。这里的IO操作特指将数据从内核拷贝到用户进程）；异步是指当进程发起IO操作后，就直接返回了，直到kernel发送信号告诉进程IO完成了，这种模式，进程在整个过程中完全没有被阻塞。同步和异步是针对当数据从内核拷贝的用户空间这段时间内【步骤2】，进程采取的策略。

正因为网络IO操作需要经历两个阶段，linux系统区分了下面五种网络模型。

阻塞IO

阻塞IO的操作流程如下图：

 

阻塞模式的特点是：直到数据准备好，阻塞步骤1； 直到数据拷贝完成，阻塞步骤2；

非阻塞IO

非阻塞IO的操作流程如下图：

 

非阻塞模式的特点是：如果数据没有准备好则返回，不阻塞步骤1； 直到数据拷贝完成，阻塞步骤2；（由于不阻塞步骤1，因此需要用户进程不断主动询问kernel数据是否准备好了）

IO多路复用

IO多路复用的操作流程如下图：

 

IO多路复用的特点是：直到数据准备好（多路中，只要有一路准备好就算是有数据），阻塞步骤1；直到数据拷贝完成，阻塞步骤2；和阻塞IO不同地地方在于：1、IO多路复用步骤1在代理系统调用处阻塞（select，epoll等）而不是read系统调用处阻塞 2、IO多路复用同时监控多路，只要有一路数据准备完毕，其代理系统调用就返回。

信号驱动IO

信号驱动IO的操作流程如下：

 

信号驱动IO的主要特点是： 预先告知内核当某个socket有数据的时候通知进程，不阻塞步骤1;用户进程读取数据，阻塞步骤2.

异步IO

异步IO的操作流程如下：

 

异步操作的特点是： 调用后马上返回，不阻塞步骤1，不阻塞步骤2; 内核完成步骤1和步骤2后给用户进程发送signal，告诉用户进程read操作完成了。

总结：

1)阻塞、非阻塞、IO多路复用模式、信号驱动IO都是同步模式； 只有异步IO模式是异步模式。

2)判断阻塞、非阻塞看步骤1是否会被阻塞；

 3)判断同步和异步，看步骤2是否会被阻塞。

 

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