阻塞I/O

???????? Socket設置為阻塞模式，當socket不能立即完成I/O操作時，進程或線程進入等待狀態，直到操作完成。如下圖：

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???????? 這種模型非常經典，也被廣泛使用，優勢在于非常簡單，等待的過程中占用的系統資源微乎其微，程序調用返回時，必定可以拿到數據；

???????? 但簡單也帶來一些缺點，程序在數據到來并準備好以前，不能進行其他操作，需要有一個線程專門用于等待，這種代價對于需要處理大量連接的服務器而言，是很難接受的；

非阻塞I/O

???????? 把socket設置成非阻塞模式，與阻塞模式不同的是：無數據時，也不會進入等待，而是立即返回特定錯誤，如下圖：

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這種模式在沒有數據可以接收時，可以進行其他的一些操作，比如有多個socket時，可以去查看其他socket有沒有可以接收的數據；

實際應用中，這種I/O模型的直接使用并不常見，因為它需要不停的查詢，而這些查詢大部分會是無必要的調用，白白浪費了系統資源；

非阻塞I/O應該算是一個鋪墊，為I/O復用和信號驅動奠定了非阻塞使用的基礎。

I/O復用

???????? I/O復用模型能讓一個或多個socket可讀或可寫準備好時，應用能被通知到；I/O復用模型早期用select實現，它的工作流程如下圖：

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???????? 這種模型的使用場景一般有這樣一個共同特點：都有多個socket需要處理，這樣能在獲取I/O事件時復用同一個等待機制。比如監聽服務器，既要處理監聽的socket，又要處理連接的socket。

???????? I/O復用是應用場景較多的一種模式，socket連接數多時，大多會采用它。除了select以外，I/O復用的還可以用poll、epoll、kqueue（freebsd）來實現，后兩者在處理大量連接時性能上有很大的提高。

信號驅動

???????? 信號驅動模型是在socket準備好的時候用信號的方式進行通知，然后應用程序從內核讀取數據。

???????? 然而，對于socket，SIGIO觸發意味著多種可能，對于UDP有兩種，對于TCP，則有7種，要想區分是何種操作引起的signal都是一件困難的事情，所以這種模型很少被實用，直到內核2.3起，引入了POSIX RT-Signal機制以后，這一現象得到些許改善。

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異步I/O

???????? 在標準Unix下，異步I/O是由“aio_XXX”接口提供的，它把一個信號和值與每一個I/O操作關聯起來。異步I/O是POSIX 1003.1b實時標準的擴展，也屬于Single Unix Specification，version 2。

???????? 幾年前，Ben LaHaise實現了Linux AIO，合并到了2.5.32的內核中，在2.6時它正式成為標準特性。然而，令人遺憾的是，它目前還不支持對socket的操作，相信不久以后會完善起來。

???????? 異步I/O的模型與I/O復用和信號驅動頗有些相似，但最大的區別是：信號到達時，I/O操作已經由內核完成，應用只需要繼續處理數據就好；

???????? POSIX的AIO的操作流程如下：

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的网络编程模型综述 之 UNIX网络I/O模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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