五种I/O 模式

1.阻塞I/O 模式是最普遍使用的I/O 模式。大部分程序使用的都是阻塞模式的I/O 。缺
省的，一个套接字建立后所处于的模式就是阻塞I/O 模式。
对于一个UDP 套接字来说，数据就绪的标志比较简单：
l 已经收到了一整个数据报
l 没有收到。
而TCP 这个概念就比较复杂，需要附加一些其他的变量。
在图6-4 中，一个进程调用recvfrom ，然后系统调用并不返回知道有数据报到达本地
系统，然后系统将数据拷贝到进程的缓存中。（如果系统调用收到一个中断信号，则它的
调用会被中断）
我们称这个进程在调用recvfrom 一直到从recvfrom 返回这段时间是阻塞的。当recvfrom
正常返回时，我们的进程继续它的操作。

2.当我们将一个套接字设置为非阻塞模式，我们相当于告诉了系统内核：“当我请求的
I/O 操作不能够马上完成，你想让我的进程进行休眠等待的时候，不要这么做，请马上返
回一个错误给我。”
我们可以参照图6-5 来描述非阻塞模式I/O 。
我们开始对recvfrom 的三次调用，因为系统还没有接收到网络数据，所以内核马上返
回一个EWOULDBLOCK的错误。第四次我们调用recvfrom 函数，一个数据报已经到达了，
内核将它拷贝到我们的应用程序的缓冲区中，然后recvfrom 正常返回，我们就可以对接收
到的数据进行处理了。
当一个应用程序使用了非阻塞模式的套接字，它需要使用一个循环来不听的测试是否
一个文件描述符有数据可读（称做polling）。应用程序不停的polling 内核来检查是否I/O
操作已经就绪。这将是一个极浪费CPU 资源的操作。这种模式使用中不是很普遍。

3.在使用I/O 多路技术的时候，我们调用select()函数和poll()函数，在调用它们的时候
阻塞，而不是我们来调用recvfrom（或recv）的时候阻塞。图6-6 说明了它的工作方式。
当我们调用select 函数阻塞的时候，select 函数等待数据报套接字进入读就绪状态。当
select 函数返回的时候，也就是套接字可以读取数据的时候。这时候我们就可以调用recvfrom
函数来将数据拷贝到我们的程序缓冲区中。
和阻塞模式相比较，select()和poll()并没有什么高级的地方，而且，在阻塞模式下只需
要调用一个函数：读取或发送，在使用了多路复用技术后，我们需要调用两个函数了：先
调用select()函数或poll()函数，然后才能进行真正的读写。
多路复用的高级之处在于，它能同时等待多个文件描述符，而这些文件描述符（套接
字描述符）其中的任意一个进入读就绪状态，select()函数就可以返回。

4.信号驱动 I/O 模式
我们可以使用信号，让内核在文件描述符就绪的时候使用SIGIO 信号来通知我们。我
们将这种模式称为信号驱动I/O 模式。
使用这种模式，我们首先需要允许套接字使用信号驱动I/O ，还要安装一个SIGIO 的处

理函数。在这种模式下，系统调用将会立即返回，然后我们的程序可以继续做其他的事
情。当数据就绪的时候，系统会向我们的进程发送一个SIGIO 信号。这样我们就可以在SIGIO
信号的处理函数中进行I/O 操作（或是我们在函数中通知主函数有数据可读）。

5.异步 I/O 模式
当我们运行在异步I/O 模式下时，我们如果想进行I/O 操作，只需要告诉内核我们要
进行I/O 操作，然后内核会马上返回。具体的I/O 和数据的拷贝全部由内核来完成，我们
的程序可以继续向下执行。当内核完成所有的I/O 操作和数据拷贝后，内核将通知我们的
程序。
异步I/O 和信号驱动 I/O 的区别是：
l 信号驱动 I/O 模式下，内核在操作可以被操作的时候通知给我们的应用程序发送
SIGIO 消息。
l 异步 I/O 模式下，内核在所有的操作都已经被内核操作结束之后才会通知我们的
应用程序。