一、I/O簡介?

????Unix下共有五種I/O模型：阻塞I/O、非阻塞I/O 、I/O復用（select和（e）poll）、信號驅動、I/O（SIGIO）、異步I/O（Posix.1的aio_系列函數）。 ?

? ? IO請求分兩步： ?

? ? 1.先將數據從存儲介質（磁盤，網絡等）拷貝到內核緩沖區，此時稱為數據準備好，可以被用戶應用程序讀取。

? ? 2.由用戶應用程序拷貝內核緩沖區中的數據到用戶緩沖區。?

二、五種I/O模型

????1.阻塞I/O模型 ?

? ? （1）應用程序調用一個IO函數，導致應用程序阻塞，等待數據準備好。

? ? （2）如果數據沒有準備好，一直等待。

? ? （3）數據準備好了，從內核拷貝到用戶空間。?

? ? （4）IO函數返回成功指示。

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????2.非阻塞I/O模型

? ? 我們把一個套接口設置為非阻塞就是告訴內核，當所請求的I/O操作無法完成時，不要將進程眠，而是返回一個錯誤。這樣我們的I/O操作函數將不斷的測試 數據是否已經準備好，如果沒有準備好，繼續測試，直到數據準備好為止。在這個不斷測試的過程中，會大量的占用CPU的時間。

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????3.I/O復用模型

? ? I/O復用模型會用到select或者poll函數，這兩個函數也會使進程阻塞，但是和阻塞I/O 所不同的，這兩個函數可以同時阻塞多個I/O操作。而且可以同時對多個讀操作，多個寫操作的I/O函數進行檢測，直到有數據可讀或可寫時，才真正調用I/O操作函數。

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????4.信號驅動I/O模型 ?

???首先我們允許套接口進行信號驅動I/O,并安裝一個信號處理函數，進程繼續運行并不阻塞。當數據準備好時，進程會收到一個SIGIO信號，可以在信號處理函數中調用I/O操作函數處理數據。

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????5.異步I/O模型

????調用aio_read函數，告訴內核描述字，緩沖區指針，緩沖區大小，文件偏移以及通知的方式，然后立即返回。當內核將數據拷貝到緩沖區后，再通知應用程序。

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三、五種I/O模型比較

? ? 前四種模型的區別是第一階段基本相同，第二階段基本相同，都是將數據從內核拷貝到調用者的緩沖區。而異步I/O的兩個階段都不同于前四個模型。

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?四、同步／異步 阻塞／非阻塞區別

????（1）同步／異步

? ? ? ? ?同步和異步關注的是消息通信機制。

?????????所謂同步，就是在發出一個調用時，在沒有得到結果之前，該調用就不返回。但是 ? ? ?一旦調用返回，就得到返回值了。換句話說，就是由調用*主動等待這個調用的結果。

???? ? ??而異步則是相反，調用在發出之后，這個調用就直接返回了，所以沒有返回結果。 ? ? ?換句話說，當一個異步過程調用發出后，調用者不會立刻得到結果。而是在調用發出 ? ? ? ?后，被調用者通過狀態、通知來通知調用者，或通過回調函數處理這個調用。?

? ? ? ? ?同步，數據從存儲介質拷貝到內核緩沖區（數據準備的過程）完成之后，需要用 ? ? ? ?戶自己將數據拷貝到用戶緩沖區。異步，步驟1，2 用戶都不關心，只要發起IO 請求， ? ? ?后面得到IO結果即可。所以，前4種IO模型都是同步的。???

????（2）阻塞／非阻塞

????????阻塞和非阻塞關注的是程序在等待調用結果（消息，返回值）時的狀態。

? ? ? ? 阻塞調用是指調用結果返回之前，當前線程會被掛起。調用線程只有在得到結果之 ? ? 后才會返回。

? ? ? ? 非阻塞調用指在不能立刻得到結果之前，該調用不會阻塞當前線程。?

轉載于:https://blog.51cto.com/11451519/1831345

總結

以上是生活随笔為你收集整理的五种I/O模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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