Linux下的五種I/O模型

I/O（input/output），即輸入/輸出端口。每個設備都會有一個專用的I/O地址，用來處理自己的輸入輸出信息。

網絡中的I/O需要經過兩步完成：1）等待數據就緒 2）數據搬遷（把數據從內核區拷貝到用戶區）

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Linux下共有五種I/O模型。

阻塞I/O，非阻塞I/O，I/O複用，信號驅動I/O，異步I/O

1）阻塞I/O：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。

2）非阻塞IO模型 ：我們把一個套接字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。

3） 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。

4） 信號驅動I/O模型 ：首先我們允許套接字進行信號驅動I/O,並註冊一個信號處理函數，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。
5）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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前四種I/O模型都是同步I/O，只是等待方式不同。

同步與異步的區別：

同步：發起進程的和等待結果是同一個調用者，調用者發起之後不會立即返回，一直在等結果。

異步：調用者調用這個功能就返回了，該功能有結果後通知調用者，即回調通知。

阻塞和非阻塞的區別：

阻塞：就是調用一個功能，沒有接收完數據或者沒有得到結果之前，調用者死等結果。
非阻塞：調用者用輪詢的方式等待結果。