IO多路复用 学习笔记 (阻塞 IO,非阻塞IO,select 模型,poll 模型,epoll 模型)

参考了一下网络资源做的笔记

什么是IO多路复用

就是用一个线程或者一个进程监控文件描述符是否能执行 IO操作

传统网络IO

- 阻塞 IO (BIO)

阻塞IO就是当我们执行一次IO操作中,整个程序是阻塞的,意味在途中我们必须等待返回才能下一步

- 非阻塞IO(NBIO)

那么非阻塞IO就是在执行一次IO操作后,不用等待,我们能立即得到一个结果,可能读取成功或者失败,如果是失败我们就要继续执行IO操作,这样其实很浪费CPU资源

IO多路复用

目的 :

节省资源,只用一个进程/线程就能避免多次上下文切换,也避免了多进程的竞争,不用设计锁

select 模型

通过系统提供的select函数,我们在用户态可以把进程描述符放在一个数组里面,那么调用函数时系统先拷贝一个数组在内核态,然后去遍历这个数组,检查是否有进程描述符的状态发生变化 ,如果检测到变化,然后再遍历查看哪一个发生变化。那缺点可想而知,遍历和拷贝整个数组需要大量时间

poll 模型

如果说select是把进程描述符放在数组里面,那么poll就是放在链表里,两者非常像
缺点也差不多

epoll 模型(一般用这个效率高)

针对前两个模型的缺点

  • 避免了多次拷贝 : epoll 直接在内核态建立一个文件描述符集合,需要修改时再从用户态传入
  • 提高遍历集合的速度 : epoll的文件描述符集合使用红黑树实现,通过异步 IO 事件唤醒,复杂度时logn 级别的
  • 避免再次遍历找到文件描述符 : epoll 直接返回有IO事件的文件描述符

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