多路 IO 復(fù)用模型

多路 IO 復(fù)用，有時也稱為事件驅(qū)動 IO。它的基本原理就是有個函數(shù)會不斷地輪詢所負(fù)責(zé)的所有 socket ，當(dāng)某個 socket有數(shù)據(jù)到達(dá)了，就通知用戶進(jìn)程。IO 復(fù)用模型的流程如圖：

當(dāng)用戶進(jìn)程調(diào)用了 select ，那么整個進(jìn)程會被阻塞，而同時，內(nèi)核會 “監(jiān)視” 所有 select 負(fù)責(zé)的 socket ，當(dāng)任何一個 socket中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好了， select 就會返回。這個時候用戶進(jìn)程再調(diào)用 read 操作，將數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷貝到用戶進(jìn)程。

這個模型和阻塞 IO 的模型其實(shí)并沒有太大的不同，事實(shí)上還更差一些 因為這里需要使用兩個系統(tǒng)調(diào)用，而阻塞 IO 只調(diào)用了一個系統(tǒng)調(diào)用recvfrom，用 select 的優(yōu)勢在于它可以同時處理多個連接。

如果處理的連接數(shù)不是很高的話，使用 select/epoll Web server 定比使用多線程的阻塞 IO Web server性能更好，可能延遲還更大；select/poll 的優(yōu)勢并不是對于單個連接能處理得更快，而是在于能處理更多的連接。

異步 IO 模型

上面是異步 IO 模型。

用戶進(jìn)程發(fā)起 read 操作之后，立刻就可以開始去做其他的事；而另一方面，從內(nèi)核的角度，當(dāng)它收到一個異步的 read請求操作之后，首先會立刻返回，所以不會對用戶進(jìn)程產(chǎn)生任何阻塞。

然后，內(nèi)核會等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成，然后將數(shù)據(jù)拷貝到用戶內(nèi)存中，當(dāng)這一切都完成之后，內(nèi)核會給用戶進(jìn)程發(fā)送一個信號，返回 read 操作已完成的信息。

調(diào)用阻塞 IO 一直阻塞住對應(yīng)的進(jìn)程直到操作完成，而非阻塞 IO 在內(nèi)核還在準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的情況下會立刻返回。兩者的區(qū)別就在于同步 IO 進(jìn)行 IO操作時會阻塞進(jìn)程。

非阻塞 IO 在執(zhí)行 recvfrom 這個系統(tǒng)調(diào)用的時候，如果內(nèi)核的數(shù)據(jù)沒有準(zhǔn)備好，這時候不會阻塞進(jìn)程。但是當(dāng)內(nèi)核中數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好時，recvfrom會將數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷貝到用戶內(nèi)存中，這個時候進(jìn)程則被阻塞。

而異步 IO 則不 樣，當(dāng)進(jìn)程發(fā)起 IO 操作之后，就直接返回，直到內(nèi)核發(fā)送一個信號，告訴進(jìn)程 IO
已完成，則在這整個過程中，進(jìn)程完全沒有被阻塞。