你知道都有哪些I/O模型吗？

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Linux的内核将所有外部设备都看做一个文件来操作，对一个文件的读写操作被调用内核提供的系统命令，返回一个file descriptor（fd ，文件描述符）。

对一个socket的读写也会有相应的描述符，称为socketfd（socket描述符），描述符就是一个数字，它指向内核中的一个结构体（文件路径，数据区等一些属性）

UNIX提供了5种I/O模型，分别如下：

阻塞I/O模型

最常见的I/O模型就是阻塞I/O迷行，缺省情形下， 所有的文件操作都是阻塞的，以套接字接口为例来讲解此模型：在进程空间中调用recvfrom，其系统调用直到数据包到达且被复制到应用进程的缓冲区或者发生错误时才返回，在此期间一直会等待，进程在从调用recvfrom开始到它返回的整段时间内都是被阻塞的，因此被称为阻塞I/O模型。

非阻塞I/O模型

recvfrom从应用层到内核的时候，如果该缓冲区没有数据的话，就直接返回一个EWOULDBLOCK错误，返回后用户线程获得足够的CPU时间继续做其他的事情，第一阶段用户进程不是阻塞的，需要不断的主动询问kernal数据好了没有；第二个阶段总是阻塞的。
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I/O复用模型

Linux提供select/poll，进程通过将一个或多个fd传递给select或poll系统调用，阻塞在select操作上，这样select/poll可以帮我们侦测多个fd是否处于就绪状态。
select/poll是顺序扫描fd是否就绪，而且支持的fd数量有限，因此它的使用受到了一些制约。Linux还提供了一个epoll系统调用，epoll使用基于事件驱动方式代替顺序扫描，因此性能更高，当有fd就绪时，就立即回调函数rollback。




select/poll | epoll对比的缺点：

• 每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大；epoll通过内核和用户空间共享同一块内存来避免fd集合的拷贝
• 每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大；epoll通过“活跃”socket回调来解决遍历所有socket fd问题
• 支持一个进程打开的fd太少了，由FD_SETSIZE设置，默认值是1024；epoll没有这个限制，它所支持的fd上限是操作系统的最大文件句柄数，这个数字远大于1024
  

信号驱动I/O模型

首先开启套接字信号驱动I/O功能，并通过系统调用sigaction执行一个信号处理函数（此系统调用立即返回，进程继续工作，非阻塞的）。当数据准备就绪时，就为该进程生成一个SIGIO信号，通过信号回调通知应用程序调用recvfrom来读取数据，并通知主循环函数处理数据。

异步I/O

告知内核启动某个操作，并让内核在整个操作完成后（包括将数据从内核复制到用户自己的缓冲区）通知我们。这种模型**与信号驱动模型的主要区别是：**信号驱动I/O由内核通知我们何时开业开始一个I/O操作；异步I/O模型由内核通知我们I/O操作何时完成。


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