I/O模型

  • 阻塞I/O

    读写文件,网络I/O。当发生读写文件或网络I/O读写时,操作会阻塞当前线程,直到完成I/O操作,才能继续向下执行。

    一般采用多进程或多线程的方式来解决此类问题,但是由于过多的进程或过多的线程都会造成大量的资源浪费,并且多线程上下文切换,也会带来很大的开销

image
  • 执行流程:

    1\. 应用程序调用recvform()系统调用函数,进入内核空间
    2\. 内核空间等待数据准备好
    3\. 内核空间将数据从内核空间拷贝到用户空间
    4\. 应用程序拿到数据进行后续处理
    

    总结:

    上述整个过程,当前用户线程是阻塞等待的。

  • 非阻塞I/O

    当应用程序调用系统调用函数,进入到内核空间后,如果内核空间数据没有准备好,那么此时内核空间之间返回给用户空间一个错误,此时用户空间不需要等待内核空间数据准备好,而可以去执行其他工作代码,然后定期轮询,查看内核空间是否准备好了,如果准备好,将内核空间中的数据拷贝到用户空间,应用收到数据后,继续执行后续的工作。

image
  • 执行过程:

    1. 应用程序发起系统调用,进入到内核空间

    2. 如果内核空间数据还没准备好,则直接返回error。

    3. 应用程序会定时轮询,数据是否准备好了

    4. 数据准备好之后,则将数据从内核空间拷贝到用户空间

    5. 应用程序拿到数据之后,进行后续处理

      总结:

      不管内核空间数据是否准备好,都直接返回,然后应用程序定时轮询内核空间,数据是否准备好,准备好之后则将数据从内核空间拷贝到用户空间。

  • IO多路复用

    一个线程可以监听多个I/O事件,当有事件就绪时,可以通知线程执行响应的工作代码。

image
  • 执行过程:

    1\. 应用程序调用select系统调用函数,并将fd_set从用户空间拷贝到内核空间,然后在内核空间中对fd_se遍历一遍,如果没有就绪的I/O事件,则内核进行休   眠,当有就绪的事件时,则唤醒内核
    2\. 通知用户线程就绪事件的数量
    3\. 就绪数量大于0时,select再遍历一次fd_set,找出就绪的事件
    4\. 然后再执行相应的操作。比如:应用程序调用recvfrom系统调用,进入内核空间,内核将数据拷贝到用户空间进行后续处理
    

    总结:

    多路复用本质也是同步I/O

  • 信号驱动I/O

    用户进程向内核发送一个信号,告诉内核需要什么样的数据,然后用户进程就可以去干其他工作了,当内核数据准备好后,就会给用户进程发送一个信号,去执行相应的读写操作。

image
  • 执行过程:

    1\. 首先用户进程调用sigaction系统调用,告知内核需要什么数据,并返回一个sigio handler,用户进程就可以接着去干其他事儿了
    2\. 当内核数据准备好后,会给用户进程发送一个信号
    3\. 用户进程收到信号后,接着调用recvfrom系统调用,进入内核空间
    4\. 内核将数据拷贝到用户空间,进行后续处理
    
  • 异步I/O

    用户调用aio_read系统调用之后,无论内核是否准备好数据,都直接返回,当内核数据准备好之后,内核直接将数据拷贝到用户空间。

image
  • 执行过程:

    1\. 用户进程调用aio_read系统调用
    2\. 内核无论是否准备好数据直接返回
    3\. 当内核数据准备好后,直接将数据拷贝到用户空间
    

    总结:

    异步I/O每个阶段都是非阻塞的

  • 总结

image
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,271评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,275评论 2 380
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,151评论 0 336
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,550评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,553评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,559评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,924评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,580评论 0 257
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,826评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,578评论 2 320
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,661评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,363评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,940评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,926评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,156评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,872评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,391评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容