Unix下的I/O模型

Unix可用的5种I/O模型的基本区别：

1，阻塞I/O

2，非阻塞I/O

3，I/O复用（select和poll）

4，信号驱动I/O（SIGIO）

5，异步I/O（POSIX的aio_系列函数）

一个输入操作通常包含两个不同的阶段：

1，等待数据准备好。

2，从内核到进程拷贝数据。

对于一个套接口上的操作，第一步通常涉及等待数据从网络中到达。当所等待分组到达时，它被拷贝到内核的某个缓冲区。第二步就是从内核缓冲区拷贝到应用进程缓冲区。

>阻塞I/O模型

最流行的I/O模型是阻塞I/O（blocking I/O）模型。缺省情况下，所有套接口都是阻塞的。

>非阻塞I/O模型

进程把一个套接口设置成非阻塞是在通知内核：当所请求的I/O操作非得把本进程投入睡眠才能完成时，不要把本进程投入睡眠，而是返回一个错误。

>I/O复用模型

有了I/O复用（I/O multiplexing），我们就可以调用select或poll，阻塞在这两个系统调用中的某一个之上，而不是阻塞在真正的I/O系统调用上。使用select的优势在于我们可以等待多个描述符就绪。

>信号驱动I/O模型

我们也可以用信号，让内核在描述字就绪时发送SIGIO信号通知我们。我们称这种模型为信号驱动I/O（signal-driven I/O）。

>异步I/O模型

异步I/O（asynchronous I/O）由POSIX规范定义。一般的说，这些函数的工作机制是：告知内核启动某个操作，并让内核在整个操作（包括将数据从内核拷贝到我们自己的缓冲区）完成后通知我们。这种模型和信号驱动模型的主要区别在于：信号驱动I/O是由内核通知我们何时可以启动一个I/O操作，而异步I/O模型是由内核通知我们I/O操作何时完成。

同步I/O与异步I/O

POSIX把这两个术语定义如下：

1，同步I/O操作（synchronous I/O operation）导致请求进程阻塞，直到I/O操作完成。

2，异步I/O操作（asynchronous I/O operation）不导致请求进程阻塞。

根据上述定义，我们的前4种模型----阻塞I/O模型，非阻塞I/O模型，I/O复用模型和信号驱动I/O模型都是同步I/O模型，因为其中真正的I/O操作将阻塞进程。只有异步I/O模型与POSIX定义的异步I/O相匹配。