五种IO模型透彻分析 | 骏马金龙

[malongshuai]

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五种IO模型透彻分析

[lauyu]

膜拜，顺便请教下，学习io除了死机硬背，有没有一个比较好的实践方式

[malongshuai]

@lauyu 膜拜，顺便请教下，学习io除了死机硬背，有没有一个比较好的实践方式

这个是理解的，抓住关键点理解，不然就得死记硬背了。大概就下面几个关键点。 IO操作分为几个过程，以读IO为例，硬件--(1)-->内核buffer--(2)-->用户层进程buffer。其中(1)是由DMA完成，不占用CPU，(2)是由内核占用CPU完成。 阻塞/非阻塞是描述进程是否能获取cpu，同步/异步是描述两端数据在保持互相同步的过程中进程是否应阻塞。 IO复用、信号驱动、异步IO的目标都是尽快处理多个IO操作。其中： IO复用是描述多个IO操作能否复用，而不是一个一个地串行处理。这需要一次性监控很多个文件描述符的不同事件，事件发生后就处理对应的文件描述符，所以是事件驱动IO的一种。 信号驱动是进程布置一个信号处理程序，IO完成后通过发送IO信号来通知处理IO。 异步IO是通过特殊的异步IO函数来完成的，在调用异步IO函数的时候，当IO完成后，内核要么信号通知进程，内核要么开一个线程在后台默默地帮助进程执行指定的操作。

[bing-dong]

你好请教一下，以我理解信号驱动IO相比于非阻塞IO就是多了数据准备好就主动通知的功能，这和select等IO复用的功能差不多，但为什么一般总是用IO复用而不是信号驱动IO呢？

[malongshuai]

@bing-dong 你好请教一下，以我理解信号驱动IO相比于非阻塞IO就是多了数据准备好就主动通知的功能，这和select等IO复用的功能差不多，但为什么一般总是用IO复用而不是信号驱动IO呢？

首先信号驱动IO和epoll的性能差不多，都用于处理大量文件描述符。但使用信号驱动IO很复杂的，并不像文章描述那样简单，比如如何处理重复的SIGIO信号丢失问题，就是一个巨大的难题，这是操作系统的硬限制。但epoll没有这方面问题，它是事件驱动的，操作系统对epoll的支持足够完善且简单使用，只要理解了epoll用法，写代码时基本上就是套经验模板。

[qianmingjun0816]

这是我看的最好的将 IO 模型的文章，很多人讲这个只是把 UNIX 那本书上面的图贴出来而已，这篇文章还有作者一些自己的理解，很 nice ，这里必须点个赞。博客的内容也很好，从底层到上层都有讲解。国内讲这样的东西的人不多。感谢分享

[luqian2017]

请问： "异步IO是通过特殊的异步IO函数来完成的，在调用异步IO函数的时候，当IO完成后，内核要么信号通知进程，内核要么开一个线程在后台默默地帮助进程执行指定的操作。" 这里异步IO如果采用内核开一个线程默默做的话，实际上CPU还是会在用户层进程和这个内核线程之间不断切换。也就是说，这个期间，用户层进程并没有阻塞，可以做它感兴趣的事，对吗?

[1772523056]

哈哈发现博主的一个bug,没登录的时候评论按时间倒序,登录后又是正序

[malongshuai]

@luqian2017 请问： "异步IO是通过特殊的异步IO函数来完成的，在调用异步IO函数的时候，当IO完成后，内核要么信号通知进程，内核要么开一个线程在后台默默地帮助进程执行指定的操作。" 这里异步IO如果采用内核开一个线程默默做的话，实际上CPU还是会在用户层进程和这个内核线程之间不断切换。也就是说，这个期间，用户层进程并没有阻塞，可以做它感兴趣的事，对吗?

假设这里的内核指的是OS的内核。异步时如果开一个内核线程帮忙执行操作，这个线程也会和任何线程一样，正常参与线程的调度。您可以认为，有一所大门，门外是用户进程(线程)，门内是内核进程(线程)，新开一个内核线程，仅仅只是在门内多加了一个执行任务的成员，多了一个被调度的目标。因此，不会像您所说的一样：在这个内核线程和用户进程之间不断切换，而是依旧如常一样，正常地按照调度算法切换。在这个期间，用户层进程不会阻塞，因为该进程依然可以获取CPU，该进程可以在发起异步操作之后的接下来的任何时间做任何事，如果需要获取异步操作的结果，则应该去判断或等待新开的那个内核线程执行完毕(可以阻塞等待也可以轮询判断)，当然，也可以不用去管异步操作的结果，这样内核线程操作完成的数据会一直留存在内存某处等待处理。