IO模型

 

IO请求的两个阶段：

等待资源阶段：IO请求一般需要请求特殊的资源（如磁盘、RAM、文件），当资源被上一个使用者使用没有被释放时，IO请求就会被阻塞，直到能够使用这个资源。

使用资源阶段：真正进行数据接收和发生。

举例说就是排队和服务。

在等待数据阶段，IO分为阻塞IO和非阻塞IO。

阻塞IO：资源不可用时，IO请求一直阻塞，直到反馈结果（有数据或超时）。

非阻塞IO：资源不可用时，IO请求离开返回，返回数据标识资源不可用

在使用资源阶段，IO分为同步IO和异步IO。

同步IO：应用阻塞在发送或接收数据的状态，直到数据成功传输或返回失败。

异步IO：应用发送或接收数据后立刻返回，数据写入OS缓存，由OS完成数据发送或接收，并返回成功或失败的信息给应用。

按照Unix的5个IO模型划分

• 阻塞IO
• 非阻塞IO
• IO复用
• 信号驱动的IO
• 异步IO

从性能上看，异步IO的性能无疑是最好的。

各种IO的特点

• 阻塞IO：使用简单，但随之而来的问题就是会形成阻塞，需要独立线程配合，而这些线程在大多数时候都是没有进行运算的。Java的BIO使用这种方式，问题带来的问题很明显，一个Socket需要一个独立的线程，因此，会造成线程膨胀。
• 非阻塞IO：采用轮询方式，不会形成线程的阻塞。Java的NIO使用这种方式，对比BIO的优势很明显，可以使用一个线程进行所有Socket的监听（select）。大大减少了线程数。

• 同步IO：同步IO保证一个IO操作结束之后才会返回，因此同步IO效率会低一些，但是对应用来说，编程方式会简单。Java的BIO和NIO都是使用这种方式进行数据处理。
• 异步IO：由于异步IO请求只是写入了缓存，从缓存到硬盘是否成功不可知，因此异步IO相当于把一个IO拆成了两部分，一是发起请求，二是获取处理结果。因此，对应用来说增加了复杂性。但是异步IO的性能是所有很好的，而且异步的思想贯穿了IT系统放放面面。