阻塞I/O

???????? Socket設(shè)置為阻塞模式，當(dāng)socket不能立即完成I/O操作時(shí)，進(jìn)程或線程進(jìn)入等待狀態(tài)，直到操作完成。如下圖：

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???????? 這種模型非常經(jīng)典，也被廣泛使用，優(yōu)勢(shì)在于非常簡(jiǎn)單，等待的過(guò)程中占用的系統(tǒng)資源微乎其微，程序調(diào)用返回時(shí)，必定可以拿到數(shù)據(jù)；

???????? 但簡(jiǎn)單也帶來(lái)一些缺點(diǎn)，程序在數(shù)據(jù)到來(lái)并準(zhǔn)備好以前，不能進(jìn)行其他操作，需要有一個(gè)線程專(zhuān)門(mén)用于等待，這種代價(jià)對(duì)于需要處理大量連接的服務(wù)器而言，是很難接受的；

非阻塞I/O

???????? 把socket設(shè)置成非阻塞模式，與阻塞模式不同的是：無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)，也不會(huì)進(jìn)入等待，而是立即返回特定錯(cuò)誤，如下圖：

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這種模式在沒(méi)有數(shù)據(jù)可以接收時(shí)，可以進(jìn)行其他的一些操作，比如有多個(gè)socket時(shí)，可以去查看其他socket有沒(méi)有可以接收的數(shù)據(jù)；

實(shí)際應(yīng)用中，這種I/O模型的直接使用并不常見(jiàn)，因?yàn)樗枰煌５牟樵?#xff0c;而這些查詢大部分會(huì)是無(wú)必要的調(diào)用，白白浪費(fèi)了系統(tǒng)資源；

非阻塞I/O應(yīng)該算是一個(gè)鋪墊，為I/O復(fù)用和信號(hào)驅(qū)動(dòng)奠定了非阻塞使用的基礎(chǔ)。

I/O復(fù)用

???????? I/O復(fù)用模型能讓一個(gè)或多個(gè)socket可讀或可寫(xiě)準(zhǔn)備好時(shí)，應(yīng)用能被通知到；I/O復(fù)用模型早期用select實(shí)現(xiàn)，它的工作流程如下圖：

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???????? 這種模型的使用場(chǎng)景一般有這樣一個(gè)共同特點(diǎn)：都有多個(gè)socket需要處理，這樣能在獲取I/O事件時(shí)復(fù)用同一個(gè)等待機(jī)制。比如監(jiān)聽(tīng)服務(wù)器，既要處理監(jiān)聽(tīng)的socket，又要處理連接的socket。

???????? I/O復(fù)用是應(yīng)用場(chǎng)景較多的一種模式，socket連接數(shù)多時(shí)，大多會(huì)采用它。除了select以外，I/O復(fù)用的還可以用poll、epoll、kqueue（freebsd）來(lái)實(shí)現(xiàn)，后兩者在處理大量連接時(shí)性能上有很大的提高。

信號(hào)驅(qū)動(dòng)

???????? 信號(hào)驅(qū)動(dòng)模型是在socket準(zhǔn)備好的時(shí)候用信號(hào)的方式進(jìn)行通知，然后應(yīng)用程序從內(nèi)核讀取數(shù)據(jù)。

???????? 然而，對(duì)于socket，SIGIO觸發(fā)意味著多種可能，對(duì)于UDP有兩種，對(duì)于TCP，則有7種，要想?yún)^(qū)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(shí)用，直到內(nèi)核2.3起，引入了POSIX RT-Signal機(jī)制以后，這一現(xiàn)象得到些許改善。

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異步I/O

???????? 在標(biāo)準(zhǔn)Unix下，異步I/O是由“aio_XXX”接口提供的，它把一個(gè)信號(hào)和值與每一個(gè)I/O操作關(guān)聯(lián)起來(lái)。異步I/O是POSIX 1003.1b實(shí)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，也屬于Single Unix Specification，version 2。

???????? 幾年前，Ben LaHaise實(shí)現(xiàn)了Linux AIO，合并到了2.5.32的內(nèi)核中，在2.6時(shí)它正式成為標(biāo)準(zhǔn)特性。然而，令人遺憾的是，它目前還不支持對(duì)socket的操作，相信不久以后會(huì)完善起來(lái)。

???????? 異步I/O的模型與I/O復(fù)用和信號(hào)驅(qū)動(dòng)頗有些相似，但最大的區(qū)別是：信號(hào)到達(dá)時(shí)，I/O操作已經(jīng)由內(nèi)核完成，應(yīng)用只需要繼續(xù)處理數(shù)據(jù)就好；

???????? POSIX的AIO的操作流程如下：

評(píng)論這張

總結(jié)

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?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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