在 linux 中對 io 操作就是把內核態(tài)準備就緒的數據拷貝到用戶態(tài)。

啥是內核態(tài)呢，內核態(tài)就是 linux 內核，用戶態(tài)則是用戶進程中的某個線程，即 io 操作其實就是內核態(tài)和用戶態(tài)的切換。

io 操作大致分為兩種：

文件 io

網絡 io

io 操作分為兩步

發(fā)起 io 請求

接收處理 io

同步 io 和異步 io 最大的區(qū)別就是同步 io 的發(fā)起方(用戶線程)會阻塞或輪詢等待 io 完成，而異步則是在發(fā)起 io 請求后立即返回繼續(xù)執(zhí)行后面的代碼。同步 io 的特點

1、同步 io 是用戶線程發(fā)起 io 請求并以阻塞或輪詢的方式來等待 io 的完成 2、同步 io 是 io 的發(fā)起方，同時也是處理方 3、同步 io 是需要將內核態(tài)準備就緒的數據拷貝到用戶態(tài)，所以需要阻塞用戶態(tài)程序并等待 io 完成

異步 io 的特點

1、異步 io 在用戶線程發(fā)起 io 請求后會立即返回繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的邏輯流 2、異步 io 是 io 的發(fā)起方，但內核態(tài)才是處理方 3、異步 io 的處理方是內核態(tài)，所以不需要阻塞

阻塞 io：
用戶線程發(fā)起 io 請求并阻塞用戶線程釋放 CPU 執(zhí)行權，等待內核態(tài)的 io 處理完成。

非阻塞 io：
用戶線程發(fā)起 io 請求會立即返回處理后面的代碼，但是會有線程以輪詢的方式查詢內核態(tài)的 io 是否處理完成，如果 io 完成則立即拷貝到用戶進程，這種方式對 CPU 資源消耗較高。

io 多路復用：
Java nio 就是多路復用的 io 模型，多路復用模型是由一個線程監(jiān)聽多個 socket，這種方案比較適用于 io 比較多的情況，io 多路復用的性能是比非阻塞 io 要高的，因為多路復用模型的輪詢是在內核態(tài)，而非阻塞 io 的輪詢是在用戶態(tài)，但是在任務數量比較多或比較大的情況下 io 多路復用需要逐一去處理已完成的 io，會導致后續(xù)的 io 得不到處理或者等待過長時間才能得到處理。

信號驅動 io:
用戶線程發(fā)起 io 請求，然后給負責 io 的 socket 注冊一個函數用于完成后的回調，當內核態(tài)數據準備完成后會發(fā)出一個信號，用戶線程接收后會調用之前注冊的函數來讀寫 io

異步 io:
用戶線程發(fā)起 io 請求后會立即返回，并當內核態(tài)的 io 完畢后會將數據拷貝到用戶態(tài)，然后再發(fā)送信號通知用戶線程已就緒，整個過程用戶線程是不會阻塞也不需要其它額外操作的，除了發(fā)起 io 請求，處理 io 和拷貝數據均由內核態(tài)完成。

總結以上幾種 io 模型，除了最后一個是異步 io 模型，其它的 io 模型都是同步。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的同步 IO 和异步 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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