Netty学习笔记1：5种IO模型

1 阻塞IO模型

从字面来理解，就是调用时可能被阻塞，
什么叫阻塞，要知道一个进程有N种状态，学过OS都知道
如果阻塞，就会把当前进程放在某个条件的阻塞队列里。
直到条件满足了，才会转移此进程进入就绪队列。
当然，就绪队列还有个优先级的概念，就不扯远了。

阻塞IO.
1）调用API，比如 recvfrom，从用户态进入内核态。
2) 内核发现无数据，将进程信息节点插入阻塞队列，等待数据。
3）进程一直阻塞，阻塞，阻塞。
4）数据到达，内核拷贝数据，
数据的流动路径是：网卡---socket内核缓冲区---用户的缓冲区。
5）拷贝完成后返回，我们就可以得到recvfrom的结果，成功/失败。

 2 非阻塞IO模型

什么叫非阻塞，就是从用户角度来说，函数立即可以得到结果：成功/失败。

1）用户调用recvfrom,内核发现无数据，立即返回结果。

2）用户调用recvfrom,内核发现无数据，立即返回结果。

3）用户调用recvfrom,内核发现无数据，立即返回结果。

4）用户调用recvfrom,内核发现有数据，将数据从socket内核缓冲区复制到
用户缓冲区，返回结果。

 3 IO复用模型

1）将多个需要监听的fd给epoll，让其监控。
注意：epoll本身是阻塞的，可以设定时间。
2）epoll返回结果，用户可以知道哪些fd可读，可写，有异常等。
3）剩下的就是用户自己按需操作fd.

比如redis就是使用IO复用模型。

备注：epoll的最大fd个数:cat /proc/sys/fs/file-max，跟内存关系比较大

 4）信号驱动模型

1）开启socket信号驱动IO功能，
通过sigaction设置信号处理函数。
2）当socket有数据时，发生一个SIGIO信号，
执行之前的信号处理函数。
3）用户逻辑放在信号处理函数里实现。

 5）异步IO

1）告知内核启动某个操作，在内核完成所有的操作（包括复制数据到用户缓冲区）后

通过信号机制通知用户。
2）信号处理程序直接处理用户缓冲区里的数据，因为数据已经被内核复制完毕。
与信号驱动的区别是：
信号驱动通过信号告知，可以启动某个操作了。
异步IO通知用户：我连复制数据的步骤都替你完成了，用户只需要处理即可。

 

总结一下：

为什么会出现这么多的模型？

需求来源于需求，我们想想在开发网络程序时，对一个socket需要关注哪些方面？

1）这个socket可读，可写，有异常？

2）有数据可操控时，复制数据到用户缓冲区。

下面是我对这几种IO模型的理解

	是否解决socket 可用的问题	是否自动将数据从套接字缓冲区 复制到用户缓冲区	评分
阻塞模型	×	×	★
非阻塞模型	×	×	★★
IO复用模型	√	×	★★★
信号驱动	√	×	★★★
异步IO	√	√	★★★★★