參考《unix網絡編程》

參考http://blog.csdn.net/blueboy2000/article/details/4485874

參考http://blog.csdn.net/suxinpingtao51/article/details/46314097

五種I/O模型

阻塞I/O：應用程序調用一個IO函數，導致應用程序阻塞，如果數據已經準備好，從內核拷貝到用戶空間，否則一直等待下去

非阻塞I/O：

I/O復用（select和poll）

信號驅動I/O（SIGIO）

異步I/O（Posix.1的aio_系列函數）

一個輸入操作通常包括兩個階段： 1.等待數據準備好 2.從內核向進程復制數據 對于一個套接字上的輸入操作，第一步通常涉及等待數據從網絡中到達，當所有等待分組到達時，它被復制到內核中的某個緩沖區。第二步就是將數據從內核緩沖區復制到應用進程的緩沖區
阻塞I/O：應用程序調用一個IO函數，導致應用程序阻塞，如果數據已經準備好，從內核拷貝到用戶空間，否則一直等待下去


非阻塞I/O模型?
我們把一個套接口設置為非阻塞就是告訴內核，當所請求的I/O操作無法完成時，不要將進程睡眠，而是返回一個錯誤。這樣我們的I/O操作函數將不斷的測試數據是否已經準備好，如果沒有準備好，繼續測試，直到數據準備好為止。在這個不斷測試的過程中，會大量的占用CPU的時間。
當一個應用程序像這樣對一個非阻塞描述符循環調用recvfrom時，我們稱之為輪循(polling)
總結：阻塞I/O模式下，雖然不會占用大量的CPU時間，一個線程只能處理一個流的I/O事件。如果想要同時處理多個流，要么多進程(fork)，要么多線程(pthread_create)，很不幸這兩種方法效率都不高。于是再來考慮非阻塞忙輪詢的I/O方式，我們發現我們可以同時處理多個流了（把一個流從阻塞模式切換到非阻塞模式再此不予討論）： [cpp] view plain copy

<span?style="font-family:Microsoft?YaHei;font-size:14px;">while?true?{??

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? ? 我們只要不停的把所有流從頭到尾問一遍，又從頭開始。這樣就可以處理多個流了，但這樣的做法顯然不好，因為如果所有的流都沒有數據，那么只會白白浪費CPU。 為了避免CPU空轉，可以引進了一個代理（一開始有一位叫做select的代理，后來又有一位叫做poll的代理，不過兩者的本質是一樣的）。這個代理比較厲害，可以同時觀察許多流的I/O事件，在空閑的時候，會把當前線程阻塞掉，當有一個或多個流有I/O事件時，就從阻塞態中醒來，于是我們的程序就會輪詢一遍所有的流（于是我們可以把“忙”字去掉了） [cpp] view plain copy

<span?style="font-family:Microsoft?YaHei;font-size:14px;">while?true?{??

????select(streams[])??

????for?i?in?streams[]?{??

????????if?i?has?data??

????????read?until?unavailable??

????}??

}</span>??

于是，如果沒有I/O事件產生，我們的程序就會阻塞在select處。但是依然有個問題，我們從select那里僅僅知道了，有I/O事件發生了，但卻并不知道是那幾個流（可能有一個，多個，甚至全部），我們只能無差別輪詢所有流，找出能讀出數據，或者寫入數據的流，對他們進行操作。即使用select，我們有O(n)的無差別輪詢復雜度，同時處理的流越多，沒一次無差別輪詢時間就越長。
epoll可以理解為event poll，不同于忙輪詢和無差別輪詢，epoll之會把哪個流發生了怎樣的I/O事件通知我們。此時我們對這些流的操作都是有意義的。（復雜度降低到了O(1)）

I/O復用模型?
I/O復用模型會用到select或者poll函數，這兩個函數也會使進程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，這兩個函數可以同時阻塞多個I/O操作。而且可以同時對多個讀操作，多個寫操作的I/O函數進行檢測，直到有數據可讀或可寫時，才真正調用I/O操作函數。?

我們阻塞于select調用，等待數據報套接字變為可讀。當select返回套接字可讀這一條件時，我們調用recefrom把所有讀數據報復制到應用進程緩沖區。
信號驅動I/O模型?
我們也可以用信號，讓內核在描述符就緒時發送SIGIO信號通知我們。通過sigaction系統調用安裝一個信號處理函數。該系統調用將立即返回，我們的進程繼續工作，也就是說它沒有被阻塞。當數據報準備好讀取時，內核就為該進程產生一個SIGIO信號。我們隨后既可以在信號處理函數中調用recvfrom讀取數據報，并通知主循環數據已經準備好待處理。 優勢：等待數據報到達期間進程不被阻塞。主循環可以繼續執行，只要等待來自信號處理函數的通知：既可以是數據已準備好被處理，也可以是數據報已準備好被讀取。

異步I/O模型?
告知內核啟動某個操作，并讓內核在整個操作(包括將內核復制到我們自己的緩沖區)完成后通知我們。 與信號驅動模型的主要區別在于：信號驅動式I/O是由內核通知我們何時可以啟動一個I/O操作，而異步模型是由內核通知我們I/O操作何時完成。

調用aio_read函數，告訴內核描述字，緩沖區指針，緩沖區大小，文件偏移以及通知的方式，然后立即返回。當內核將數據拷貝到緩沖區后，再通知應用程序。?

各種I/O模型的對比：

同步I/O和異步I/O對比：同步I/O操作導致請求阻塞（前4種模型是是同步I/O模型），直到I/O操作完成；異步I/O操作不導致請求進程阻塞。

http://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html

select, poll, epoll區別以及原理

介紹epoll中函數，以及它們的使用， ET和LT是區別

《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的IO模型(select, poll, epoll的区别和原理)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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