Linux下的五种I/O模型

I/O（input/output），即输入/输出端口。每个设备都会有一个专用的I/O地址，用来处理自己的输入输出信息。

网络中的I/O需要经过两步完成：1）等待数据就绪 2）数据搬迁（把数据从内核区拷贝到用户区）

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Linux下共有五种I/O模型。

阻塞I/O，非阻塞I/O，I/O复用，信号驱动I/O，异步I/O

1）阻塞I/O：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。

2）非阻塞IO模型 ：我们把一个套接字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。

3） I/O复用模型 ：I/O复用模型会用到select或者poll函数，这两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。

4） 信号驱动I/O模型 ：首先我们允许套接字进行信号驱动I/O,并注册一个信号处理函数，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。
5）异步I/O模型：调用aio_read函数，告诉内核描述字，缓冲区指针，缓冲区大小，文件偏移以及通知的方式，然后立即返回。当内核将数据拷贝到缓冲区后，再通知应用程序。

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前四种I/O模型都是同步I/O，只是等待方式不同。

同步与异步的区别：

同步：发起进程的和等待结果是同一个调用者，调用者发起之后不会立即返回，一直在等结果。

异步：调用者调用这个功能就返回了，该功能有结果后通知调用者，即回调通知。

阻塞和非阻塞的区别：

阻塞：就是调用一个功能，没有接收完数据或者没有得到结果之前，调用者死等结果。
非阻塞：调用者用轮询的方式等待结果。