Unix 5種IO模型的圖解分析和比較

 

 

Unix 5種IO模型的圖解分析和比較

(轉自http://blog.csdn.net/blueboy2000/archive/2009/08/26/4485874.aspx

 

Unix下共有五種I/O模型

阻塞I/O

非阻塞I/O

I/O複用(select和poll)

信號驅動I/O(SIGIO)

異步I/O(Posix.1的aio_系列函數)


b.阻塞I/O模型 
應用程序調用一個IO函數,導致應用程序阻塞,等待數據準備好。 
如果數據沒有準備好,一直等待。。。。 
數據準備好了,從內核拷貝到用戶空間 
IO函數返回成功指示

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c.非阻塞I/O模型 
我們把一個套接口設置爲非阻塞就是告訴內核,當所請求的I/O操作無法完成時,不要將進程睡眠,而是返回一個錯誤。這樣我們的I/O操作函數將不斷的測試數據是否已經準備好,如果沒有準備好,繼續測試,直到數據準備好爲止。在這個不斷測試的過程中,會大量的佔用CPU的時間。

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d. I/O複用模型 
I/O複用模型會用到select或者poll函數,這兩個函數也會使進程阻塞,但是和阻塞I/O所不同的的,這兩個函數可以同時阻塞多個I/O操作。而且可以同時對多個讀操作,多個寫操作的I/O函數進行檢測,直到有數據可讀或可寫時,才真正調用I/O操作函數。 

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目前Java只能支持到多路複用一級,在這種模式下,在一個線程裏面以阻塞的模式監聽連接,優點在於不用開過多的線程以阻塞的模式等待連接。

e.信號驅動I/O模型 
首先我們允許套接口進行信號驅動I/O,並安裝一個信號處理函數,進程繼續運行並不阻塞。當數據準備好時,進程會收到一個SIGIO信號,可以在信號處理函數中調用I/O操作函數處理數據。 

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f.異步I/O模型 
調用aio_read函數,告訴內核描述字,緩衝區指針,緩衝區大小,文件偏移以及通知的方式,然後立即返回。當內核將數據拷貝到緩衝區後,再通知應用程序。 

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2.幾種I/O模型的比較 
前四種模型的區別是第一階段基本相同,第二階段基本相同,都是將數據從內核拷貝到調用者的緩衝區。而異步I/O的兩個階段都不同於前四個模型。

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3.同步I/O和異步I/O 
a.同步I/O操作引起請求進程阻塞,直到I/O操作完成。 
異步I/O操作不引起請求進程阻塞。 
b.我們的前四個模型都是同步I/O,只有最後一個異步I/O模型是異步I/O。

 

Java nio和多路複用

java 1.4 nio提供的select,這是一種多路複用I/Omultiplexed non-blocking I/O)模型,底層是使用select或者pollI/O複用就是,阻塞在select或者poll系統調用的某一個之上,而不是阻塞在真正的I/O系統調用之上。JDK 5.0 update 9JDK 6.0linux下支持使用epoll,可以提高併發idle connection的性能(http://blogs.sun.com/alanb/entry/epoll)。

"BIO是指阻塞IO方式,即讀和寫必須爲同步方式,NIO是指異步讀,同步寫的方式,AIO是指異步讀,異步寫的方式。
在網絡協議上java對於TCP/IP和UDP/IP均支持,在網絡IO的操作上,目前java僅支持BIO和NIO兩種方式。"

 

 

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