I/O模型

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简介

CPU指令分为普通指令和特权指令，特权指令只有内核能执行，例如对设备的I/O操作就属于特权指令；用户空间只能运行普通指令，如果想要进行I/O操作，如网络通信，操作磁盘文件，就需要系统调用来完成。
当一个进程或程序需要某些数据时，它只能访问或修改属于自己内存空间中的数据，例如进程所需要的数据在磁盘上，它会发起系统调用，通知内核去加载磁盘上的文件，正常情况下，数据首先会加载到内核的内存中，然后在内核的内存空间中把数据拷贝到用户程序的内存缓冲区中，这样，进程就能对数据进行访问或修改。

对于网络I/O，内核中的TCP/IP协议栈有两个缓冲区(send buffer和recv buffer）当网卡收到数据后，网卡通过DMA方式把数据拷贝到recv buffer缓冲区中，随后CPU把数据拷贝到进程的缓冲区中，同理，进程要发送数据，需要发数据发送到send buffer中，通过DMA的方式把数据拷贝到网卡中，网卡通过网络传输到对端。

套接字基础知识

套接字有五部分组成，分别是：
protocol + src_addr + src_port + des_addr + des_port
被称为套接字5元组。套接字通信，其实就是在组建这个5元组。

同步，异步，阻塞，非阻塞
在进行网络编程时，我们常常见到同步(Sync)/异步(Async)，阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式。
同步：当进程发起一个调用时，在没有得到结果时，函数就不会返回。当函数有结果之后，才会返回。
异步：当进程发起一个调用后，这个调用先返回，调用者不会马上得到结果，当这个调用有结果后，通过状态、通知来通知调用者，或通过回调函数处理这个调用。

阻塞和非阻塞指的是，在等待调用结果的时候，它处于一个什么状态。
阻塞：指在调用结果返回前，当前进程处于挂起状态（Cpu不会给线程分配时间片），只有在得到结果之后才会解除挂起状态。

非阻塞：在调用发出后，进程并不会阻塞在该调用上。

阻塞型I/O
假设进程需要进行磁盘I/O操作，它发起了一个系统调用，例如read(),内核首先去加载该文件到内核的内存缓冲区中，然后再拷贝到进程的缓冲区，在这2个过程中，进程都是处于阻塞状态。

非阻塞型I/O
假设进程需要进行磁盘I/O操作，它发起了一个系统调用，例如read(),内核首先去加载该文件到内核的内存缓冲区中，然后再拷贝到进程的缓冲区，在这2个过程中，过程1是非阻塞的，但是过程2是阻塞的

IO复用型I/O
其实是指使用函数来监控是否就绪，常见的有3个复用函数:select()、poll（）、epoll（）,例如使用了select()，进程发起了一个select（）调用，此时，进程会堵塞在该函数上，这样的好处在于，可以同时监测多路I/O，当数据准备好后，select（）将会唤醒该进程，然后然进程可以通过发起系统调用来