IO模型

IO模型

目录

• IO模型
  • 一、IO模型的基础知识
    • 1. 事件驱动模型
    • 2. 内存空间、进程切换等知识
  • 二、四种I/O模型
    • 1. blocking IO
    • 2. non-blocking IO
    • 3. IO mutiplexing(IO多路复用)
    • 4. Asynchronous IO(异步)
  • 三、python IO多路复用模块介绍
  • 四、Python socket中的应用

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一、IO模型的基础知识

1. 事件驱动模型

通过事件来触发程序的运行，其他时间处于堵塞状态

模型概述

• 有一个事件队列
• 当事件生成时，往队列中添加事件
• 循环取出事件，并调用不同函数

2. 内存空间、进程切换等知识

• 电脑的内存空间分为用户空间(用户软件所用)和内核空间(操作系统所用)
• 进程的切换会有cpu资源的损耗，因为需要保存切换时的任务状态
• 当程序发起堵塞状态时，会主动交出cpu权限
• 文件描述符(fd)是进程打开文件的记录表
• 缓存I/O机制：计算机接收的数据会被先放到内核缓存区，再被拷贝到用户应用程序的内存空间

二、四种I/O模型

1. blocking IO

如果没有接收到数据，该进程会被一直堵塞

2. non-blocking IO

不堵塞进程，但会有个循环询问是否接收到数据的过程(会有数据延迟的缺点)

3. IO mutiplexing(IO多路复用)

可以同时监听多个文件描述符，也就是可以同时监听多个访问的进程(会堵塞进程)

4. Asynchronous IO(异步)

系统不存在堵塞状态

三、python IO多路复用模块介绍

1. select：存在最大监听数量的限制；需要循环查看所有的文件描述符，直到找到被修改的(跨平台)
2. poll：在select的基础上，取消了监听数量的限制
3. epoll：可直接定位被修改的文件描述符(win不支持)

四、Python socket中的应用

1. non-bloking IO模型：socket_obj.setblocking(False) # 当存在堵塞状态时报错
2. IO 多路复用

import select
inputs = [sk1,sk2]
r_list,w_list,e_list = select.select(inputs,[],[],3)	# r返回的是已连接的socket对象序列；第一个参数列表放的是可供连接的socket对象
# select中第1个参数表示inputs中发生变化的句柄放入r_list。
# select中第2个参数表示[]中的值原封不动的传递给w_list。
# select中第3个参数表示inputs中发生错误的句柄放入e_list。
参数1表示1秒监听一次

3. 水平触发:：只要存在某种状态就能触发(socket的触发方式)
4. 边缘触发：发生某种状态更改才触发
5. 思考作业：一个客户端退出如何不影响其他客户端