hadoop学习笔记(二)——IO的5种模型

        之前说了为了分析hadoopRPC机制，就要了解NIO，在说NIO之前我想先把IO的5种模式简要的记录下。

        首先在Unix网络编程中IO大致分为5种：

        1.阻塞IO

        2.非阻塞IO

        3.多路复用IO

        4.信号驱动IO

        5.异步IO

        因为第四种不常用，所以我就分析剩下的四种模型。

         当然我在研究这些模式的时候还是经常搞混一些东西，比如大家肯定听过什么同步IO，阻塞IO，同步非阻塞IO，当时我也对这些概念很模糊，现在就先来理一理。

       在Unix中的同步和异步的定义先来看一看：

       同步IO操作：IO操作将导致请求进程阻塞，直到IO操作完成。

      异步IO操作：IO操作不导致请求进程阻塞

        然后我理解中IO模型可以从两部分来分，一种是阻塞和非阻塞，一种是同步和异步。怎么区别他们呢，这里首先就要理解IO操作的整体过程，我所理解的是IO的操作一般就分为两部分，第一步是发起IO请求(就是等待数据准备)，第二步是实际IO操作(就是将数据从内核拷贝到进程中)。阻塞和非阻塞的区别就在第一步，同步和异步的区别就在第二步。有了这两个概念，我们就来简略的分析下5种IO模型。

       一.阻塞IO

      这种IO模式就是最常见的IO模式，就像我们操作read()的时候，首先发送读取数据的IO请求，当数据还没到来的时候，进程就要一直等待直到请求被接受，数据到来，这时候才进行数据的读取操作，这里我们可以看出IO的两个操作，发起请求的时候进程要被阻塞，实际IO操作的时候进程也要被阻塞。我们以一个例子来形象说明，当你叫了一个外卖的时候，叫完外卖，什么事都不干，就等着外卖到来，这就是阻塞IO。

        二.非阻塞IO

      这种IO模型是这样的，依旧以操作read()为例，首先发送IO请求，当数据还没来的时候进程不用等待，但是会不断轮询看看数据是否到来，没来的话返回一个error，直到数据到来为止。可以发现这种模型在发起请求的时候进程是没在等待的。还是以外卖的例子，当你叫完外卖的时候，不是什么事都不干，而是一直打电话问外卖到了没有，这就是非阻塞IO。

        三.多路复用IO

       这种IO模型引入了seclect/epoll的概念，其中epoll是select的升级版。就先以select来说，他调用了一个select函数，或者说是代理。我们知道在阻塞IO中一个线程只能处理一个IO请求，要是想处理多个IO请求呢，这时候就引入了select的代理，它可以同时帮多个IO代理，不断轮询流中的数据，当有可读或者可写的数据的时候就告知给在等待的IO线程。多路复用IO就是这样一种IO模型，这时候我们以socket为例，首先进程要先调用一个select，这时候进程就会被阻塞，而同时，内核会“监视”所有select负责的socket，当任何一个socket中的数据准备好了，select就会返回。这个时候用户进程再调用read操作，将数据从kernel拷贝到用户进程。可以知道这中模型在发送请求阶段进程还是阻塞的只不过是select阻塞了进程。这种模式和阻塞模式很像，不同的是可以处理多个IO请求。以外卖的例子为例，这时候不同的是你可以同时叫还几分不同的外卖，哪份外卖来了就可以去取那份外卖，取的时候别的外卖是进不来的。

       四.异步IO模型

      之前我们知道同步和异步的概念主要就是在实际IO操作的时候，同步IO在实际IO操作的时候将导致进程阻塞，异步IO将不会导致进程阻塞。异步IO模型就是当你发出IO请求的时候，进程可以做别的事情，所有的数据请求，实际 IO操作都在后台完成，只要完成的时候通知你就行了。以外卖的例子为例，这时候我们加一个过程，就是取外卖的过程，同步IO模型就是外卖到的时候你要自己下楼去取，异步IO模型就是外卖会直接送到你的桌面上，然后通知你外卖到了。

       综上我们可以知道，阻塞IO,非阻塞IO,多路复用IO，信号驱动IO，其实都是同步IO。他们的主要区别就在第一步发送请求的时候进程是否被阻塞，第二步实际IO操作的时候进程都是要被阻塞的。

最后一张图来理清这几种IO之间的区别：

 

   

      好了IO模型就先讲到这里，其实自己觉得还很浅显有些问题没有明确，欢迎大神指出，下一篇将说说java的NIO。