网络编程——IO模型介绍

网络编程——IO模型介绍

IO模型介绍

为了更好地了解IO模型，咱们须要事先回顾下：同步、异步、阻塞、非阻塞。

同步（synchronous） IO和异步（asynchronous） IO，阻塞（blocking） IO和非阻塞（non-blocking）IO分别是什么，到底有什么区别？这个问题其实不一样的人给出的答案均可能不一样，好比wiki，就认为asynchronous IO和non-blocking IO是一个东西。这实际上是由于不一样的人的知识背景不一样，而且在讨论这个问题的时候上下文(context)也不相同。因此，为了更好的回答这个问题，我先限定一下本文的上下文。

本文讨论的背景是Linux环境下的network IO。本文最重要的参考文献是Richard Stevens的“UNIX® Network Programming Volume 1, Third Edition: The Sockets Networking ”，6.2节“I/O Models ”，Stevens在这节中详细说明了各类IO的特色和区别，若是英文够好的话，推荐直接阅读。Stevens的文风是有名的深刻浅出，因此不用担忧看不懂。本文中的流程图也是截取自参考文献。

Stevens在文章中一共比较了五种IO Model：  
* blocking IO  
* nonblocking IO  
* IO multiplexing  
* signal driven IO  
* asynchronous IO  
由signal driven IO（信号驱动IO）在实际中并不经常使用，因此主要介绍其他四种IO Model。

再说一下IO发生时涉及的对象和步骤。对于一个network IO (这里咱们以read举例)，它会涉及到两个系统对象，一个是调用这个IO的process (or thread)，另外一个就是系统内核(kernel)。当一个read操做发生时，该操做会经历两个阶段：

一、等待数据准备 (Waiting for the data to be ready)
二、将数据从内核拷贝到进程中(Copying the data from the kernel to the process)

记住这两点很重要，由于这些IO模型的区别就是在两个阶段上各有不一样的状况。