Linux中的IO模型

Linux五种IO模型

  1. blocking I/O
  2. nonblocking I/O
  3. I/O multiplexing (select, poll and epoll)
  4. signal driven I/O (SIGIO)
  5. asynchronous I/O (the POSIX aio_ functions)

1. blocking I/O

如图所示,这种IO模型的优点是编程简单,也是OS最早支持的IO模型之一,缺点是系统调用阻塞用户动态线程执行,从而造成CPU时间浪费,IO效率低。

2. nonblocking I/O

如图所示,这种IO模型的一个改进是IO是非阻塞了,但是需要长轮询,同样浪费CPU时钟周期。

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3. I/O multiplexing (select, poll and epoll)

如图所示,这种IO模型是当今OS提供的最稳定的IO模型,大部分主流的应用都是基于此种IO模型构建的,比如NodeJS,但是这些平台往往在这种模型之上增加一层封装来直接支持AIO。

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4. signal driven I/O (SIGIO)

如图所示,资料记载这种IO模型由于对比模型3没有性能优势,同时由于系统支持不稳定,很少为设计者采用。

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5. asynchronous I/O (the POSIX aio_ functions)

如图所示,此种IO模型是最完美的AIO,编程模型也最简单,但是能够完美支持者个模型的OS很少,网上资料显示Linux正在做这方面的努力,一旦OS在这个方面上取得进展,编程框架,平台,编程模型可能还是需要有很大程度的简化。

虽然这种模型很少有OS的支持,但是并不是说现在就没有这种AIO模型,很多框架做了这方面的工作,在用户态模拟了AIO,使用户可以更多的关注业务逻辑代码。

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6. 同步异步,阻塞和非阻塞

同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的。一直等到数据读完再返回的是同步,直接返回的是异步。阻塞和非阻塞是对进程、线程而言的,阻塞方式下读取或者写入线程一直等待,而非阻塞方式下,读取或者写入线程立即返回一个状态值。

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