你经常遇到的IO模型

一、常见的IO模型：

按照《Unix网络编程》的划分，IO模型可以分为：阻塞IO、非阻塞IO、IO复用、信号驱动IO和异步IO。

二、IO模型介绍：

1. 阻塞I/O模型：
   进程会一直阻塞，直到数据拷贝完成。
   应用程序调用一个IO函数，导致应用程序阻塞，等待数据准备好。 如果数据没有准备好，一直阻塞等待….知道内核数据准备完成，从内核空间拷贝到用户空间,IO函数返回成功指示。

   
   2.非阻塞IO模型
   简单说就是反复检查内核数据是否就绪，cpu有空耗的现象。
   
   IO多路复用：
   主要有select 、 poll 、epoll 模型，select 、poll、epoll函数调用时仍然阻塞，关键在于可以同时监控多个IO操作。
   从内核到内核数据准备过程中，用户线程是阻塞的，知道内核数据报准备好。
   
   信号驱动IO：
   与IO多路复用的区别是：内核 到内核数据准备的过程中，不需要阻塞，但是内核数据准备好后，从内核拷贝到用户数据仍需要阻塞等待。
   不过TCP中信号较为负责，目前很难区分，信号驱动IO主要用在UDP通讯。
   
   3.异步IO：
   从发起IO请求，到系统内核准备好数据，到内核将数据拷贝到用户进程，全程都不足要用户进程参与，完全的异步。
   可惜的是linux系统并没有实现，windows系统有实现。实际linux服务器上，基本还是IO多路复用。
   

   

三、IO模型对比：

简单画了导图：
select\poll\epoll
其实从如下两点考虑:
fd剧增后的效率：
select、poll 通过线性扫描所有的fd数据，随着fd剧增，必然出现 “”线性下降” 性能问题
epoll : 只有活跃的socket才会主动调用callback，所以即使fd剧增但是在活跃socket较少的情况下，没有 "线性下降"问题，但是所有socket都很活跃的情况下，可能会有性能问题。
fd消息通知方式
select、poll 通过内核空间到用户空间的拷贝。
epoll 通过使用mmap减少复制开销。
注意仅仅是fd就绪消息通知。