Linux下的五种I/O模型

阻塞I/O

简介
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，一直等待….数据准备好了，从内核拷贝到用户空间,IO函数返回成功指示。也就是说进程会一直阻塞，直到数据拷贝完成。

模型图示

非阻塞IO模型

简介
非阻塞IO通过进程反复调用IO函数（多次系统调用，并马上返回）；也就是说在数据拷贝的过程中，进程是阻塞的。

模型图示
我们把一个SOCKET接口设置为非阻塞就是告诉内核，当所请求的I/O操作无法完成时，不要将进程睡眠，而是返回一个错误。这样我们的I/O操作函数将不断的测试数据是否已经准备好，如果没有准备好，继续测试，直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中，会大量的占用CPU的时间。

IO复用模型

简介
主要是select和epoll；对一个IO端口，两次调用，两次返回，比阻塞IO并没有什么优越性；关键是能实现同时对多个IO端口进行监听。

模型图示
I/O复用模型会用到select、poll、epoll函数，这几个函数也会使进程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，这两个函数可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作，多个写操作的I/O函数进行检测，直到有数据可读或可写时，才真正调用I/O操作函数。

信号驱动IO

简介
两次调用，两次返回；

模型图示
首先我们允许套接口进行信号驱动I/O,并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。

异步IO模型

简介
数据拷贝的时候进程无需阻塞。

模型图示
当一个异步过程调用发出后，调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后，通过状态、通知和回调来通知调用者的输入输出操作。

5个I/O模型的比较

小结

1.同步IO引起进程阻塞，直至IO操作完成。

2.异步IO不会引起进程阻塞。

3.IO复用是先通过select调用阻塞