快捷導(dǎo)航

Linux的5種IO模型用法詳解

更新時間：2023年05月11日 09:38:32 作者：三分惡

Linux里有五種IO模型：阻塞IO、非阻塞IO、多路復(fù)用IO、信號驅(qū)動式IO和異步IO，本文將詳解的給大家介紹這五種模型，感興趣的同學(xué)可以參考閱讀

阻塞IO（Blocking I/O）

阻塞IO是最常見的IO模型。

當發(fā)起一個IO操作時，比如讀取數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會調(diào)用read()函數(shù)。如果請求的數(shù)據(jù)沒有準備好，此時進程會被掛起（blocked），進入等待狀態(tài)。直到數(shù)據(jù)準備好，而且復(fù)制到應(yīng)用進程的緩沖區(qū)，這時候才會返回。

從調(diào)用到返回，整個時間段都是阻塞的，所以被稱為阻塞IO。

就像是手機沒電的時候，去飯館吃飯，我點完菜，只能等著廚師做好，服務(wù)員端上來，我才能愉快干飯。這段時間，我就只能坐在座位上干等。

非阻塞IO（Non-Blocking I/O）

阻塞IO，還是比較浪費資源的，那么非阻塞IO就來了。

所謂非阻塞IO，是在調(diào)用IO操作時，如果緩沖區(qū)沒有數(shù)據(jù)的話，直接返回一個錯誤碼。應(yīng)用進程需要不斷輪詢，來檢查數(shù)據(jù)是否準備好。數(shù)據(jù)準備好了，就返回數(shù)據(jù)。

就像是我奢侈一把，想吃個西餐，于是就去了肯德基，點完餐，我就可以坐著刷刷手機。當然，我還需要時不時地看看我的餐是不是已經(jīng)備好，餐備好了，就去取一下。

多路復(fù)用IO（I/O Multiplexing）

雖然非阻塞IO相比阻塞IO，性能提升了很多，但是輪詢過程中，還是有大量的系統(tǒng)調(diào)用，上下文切換的開銷比較大。

那么，多路復(fù)用IO就來了。

多路指的是多個數(shù)據(jù)通道，復(fù)用指的是一個進程可以同時監(jiān)控多個文件描述符（比如socket），當某個文件描述符狀態(tài)發(fā)生變化（比如變得可讀或可寫），多路復(fù)用的函數(shù)將返回變化的文件描述符。

這樣，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，同一個進程中不同的任務(wù)都能被處理。特點是在數(shù)據(jù)傳輸過程中，進程能夠同時處理多個任務(wù)，提高了程序的效率。

select、poll、epoll 等都是 I/O 多路復(fù)用的具體實現(xiàn)。

以select/poll為例，進程通過將一個或多個fd傳遞給select或poll系統(tǒng)調(diào)用，阻塞在select操作上，這樣select/poll可以偵測多個fd是否處于就緒狀態(tài)。當有fd就緒時，立即回調(diào)函數(shù)rollback，接下來就可以進行讀取。