linux下的五种io模型,Linux下的五种IO模型

Java中提供的IO有关的API，在文件处理的时候，其实依赖操作系统层面的IO操作实现的(关于Java对IO的三种封装，可见我的另一篇博客)

开门见山，Linux下的如中IO模型：阻塞IO模型，非阻塞IO模型，IO复用模型，信号驱动IO模型，异步IO模型，见下图

接下来一一讲解这5种模型

阻塞型IO：最简单的一种IO模型，简单理解就是死等，即进程或线程一直等待莫格条件，不满足则一直等待。

非阻塞型IO：应用进程与内核交互，目的未达到之前会直接返回，然后不断轮询，不停的去问内核数据是否准备好？如果发现准备好了，那就把数据拷贝到用户空间中。应用进程通过 recvfrom 调用不停的去和内核交互，直到内核准备好数据。如果没有准备好，内

核会返回error，应用进程在得到error后，过一段时间再发送recvfrom请求。在两次发送请求的时间段，进程可以先做别的事情。

信号驱动IO：我们会发现非阻塞型IO方式一遍一遍的轮询不如等内核把数据准备好，然后通知进程，当进程收到该通知时，便开始把数据拷贝到用户空间中。即应用进程预先向内核注册一个信号处理函数，然后用户进程返回，并不阻塞，当内核数据准备就绪时会发送一个信号给进程，用户进程便在信号处理函数中开始把数据拷贝到用户空间中

IO复用模型：顾名思义，即将多个进程I/0注册到同一管道上，这里管道会统一和内核交互。当管道中的某一个请求需要好的数据准备好之后，进程再把对应的数据拷贝到用户空间中。 I/O多路转接是多了一个Select函数，多个进程的IO可以注册到同一个Select中，用户调用该Select。Select会监听所有注册好的I/O，如果所有被监听的I/O需要的数据都没有准备好，Select调用进程会阻塞。当任意一个I/O所需要的数据准备好之后，Select调用就

会返回，然后进程再通过recvfrom来进行数据拷贝。但实际上，它并未向内核注册信号处理函数，所以它并不是非阻塞的。

看到开篇的那张图，大家肯定会有疑问，为什么之前的这四种模型都是同步的呢？因为无论以上哪种模型，真正的数据拷贝过程都是同步的(自己的理解便是：所有的数据拷贝过程都是用户进程手动执行的)

那么我们来看真正异步执行的I/O模型：

异步I/O模型：应用进程把I/O请求传给内核后，完全由内核去操作文件拷贝。内核完成相关操作后，会发信号告诉应用进程本次I/O已经完成。用户进程发起aio_read操作之后，给内核传递描述符、缓冲区指针、缓冲区大小等，告诉内核进程当整个操作完成时，如何通知进程，然后就立刻去做其他事儿了。当内核收到aio_read后，会立刻返回，然后内核开始等待数据准备，数据准备好以后，直接把数据拷贝到用户控件，然后再通知进程本次IO已经完成。

各个模型的执行流程比较图如下图所示

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