目錄

• IO模型
• • 阻塞與非阻塞
  • 同步與異步
• 阻塞IO
• 非阻塞IO
• 信號驅動IO
• 多路復用IO
• 異步IO

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IO模型

根據各自的特性不同，IO模型被分為阻塞IO、非阻塞IO、信號驅動IO、異步IO、多路復用IO五類。
最主要的兩個區別就是阻塞與非阻塞，同步與異步。

阻塞與非阻塞

阻塞與非阻塞最主要的區別就是程序在等待調用結果時的狀態。

阻塞：為了完成一個功能發起調用，如果不具備完成功能的條件，則調用會一直等待
非阻塞：為了完成一個功能發起調用，如果不具備完成功能的條件，則立即報錯返回

同步與異步

同步與異步最主要的區別就是功能完成的流程是否是順序化的，且完成的是自身還是系統。

同步：功能完成的流程是順序化的，并且功能由自身完成。
異步：功能完成的流程是不確定的，并且功能由系統完成。

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阻塞IO

發起IO調用，如果不具備IO條件，則一直等待直到條件就緒。

優點：流程以及代碼實現都非常簡單，任務順序操作。

缺點：任務處理效率較低，無法充分利用資源。

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非阻塞IO

發起一個IO調用，如果不具備IO條件，則立即報錯返回，繼續執行其他命令。通過一個循環來不斷發起IO請求，直到條件就緒。

優點：與阻塞IO相比較來說，利用了等待的時間去做了其他的事情，對資源的利用更加充分。

缺點：與阻塞IO對比，IO調用需要循環發起，流程更加復雜。并且如果IO條件就緒了，也要等待上一輪循環結束后進入當前循環，才能進行處理，這就導致了IO不夠實時。

非阻塞IO可以通過fcntl函數設置描述符狀態來實現
例如：

void SetNoBlock(int fd) {int flag = fcntl(fd, F_GETFL, 0);flag |= O_NONBLOCK;fcntl(fd, F_SETFL, flag); }

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信號驅動IO

自定義一個IO就緒的信號，當IO就緒時就發出這個信號。在沒有收到信號時，可以繼續處理其他事情，一旦收到信號，就會中斷當前操作，來優先處理IO事件。

優點：相較于非阻塞IO，因為信號到來后就直接強行中斷進行處理，更加實時。并且在沒收到信號的時候可以執行其他工作，資源利用更加充分。

缺點：因為需要自定義信號，又要有主控流程也要有信號處理流程，并且還需要考慮信號是否可靠導致的事件丟失情況，流程會更加的復雜。

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多路復用IO

用于對大量的IO事件進行監控，能夠讓用戶只針對就緒了指定事件（可讀、可寫、異常） 的IO進行IO操作。只針對就緒的描述符進行操作，避免了阻塞，并且提高了效率。

在Linux下，操作系統提供了三種模型：select模型、poll模型、epoll模型。這三種模型的具體使用以及細節會放到下一篇博客中

根據不同的模型具體的優缺點也不一樣。

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異步IO

IO處理的順序不確定，整個IO的過程（等待 + 數據拷貝）由操作系統來完成而并非用戶。

流程：

自定義一個IO完成信號

發起異步調用后返回，此時用戶可以繼續處理其他事情

系統進行IO事件的等待以及數據拷貝

IO完成后通過信號通知進程IO

優點：對資源的利用最為充分， 以最高的效率進行任務的處理
缺點：資源消耗較高， 流程最為復雜

上面的五種IO模型，從前往后處理的效率逐漸增加，對資源的利用也增加充分，但是流程也越來越復雜。

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超強干貨來襲 云風專訪：近40年碼齡，通宵達旦的技術人生

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux网络编程 | IO模型 ：阻塞IO、非阻塞IO、信号驱动IO、异步IO、多路复用IO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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