5.2、Unix/Linux上的五种IO模型
- 1.阻塞blocking
- 2.非阻塞non-blocking(NIO)
- 3.IO复用(IO_multiplexing)
- 4.信号驱动(signal-driven)
- 5.异步(asynchronous)
- ①异步函数介绍
1.阻塞blocking
- 调用者调用了某个函数,等待这个函数返回,期间什么也不做,不停的去检查这个函数有没有返回,必
须等这个函数返回才能进行下一步动作。
2.非阻塞non-blocking(NIO)
- 非阻塞等待,每隔一段时间就去检测
IO
事件是否就绪。没有就绪就可以做其他事。非阻塞I/O
执行系统调用总是立即返回,不管事件是否已经发生,若事件没有发生,则返回-1
,此时可以根据errno
区分这两种情况,对于accept
,recv
和send
,事件未发生时,errno
通常被设置成EAGAIN
。
3.IO复用(IO_multiplexing)
Linux
用select/poll/epoll
函数实现IO
复用模型,这些函数也会使进程阻塞,但是和阻塞IO
所不同的是这些函数可以同时阻塞多个IO
操作。而且可以同时对多个读操作、写操作的IO
函数进行检测。直到有数据可读或可写时,才真正调用IO
操作函数。
4.信号驱动(signal-driven)
Linux
用套接口进行信号驱动IO
,安装一个信号处理函数,进程继续运行并不阻塞,当IO
事件就绪,进程收到SIGIO
信号,然后处理IO
事件。- 内核在第一个阶段是异步,在第二个阶段是同步;与非阻塞
IO
的区别在于它提供了消息通知机制,不需要用户进程不断的轮询检查,减少了系统API
的调用次数,提高了效率。
5.异步(asynchronous)
Linux
中,可以调用aio_read
函数告诉内核描述字缓冲区指针和缓冲区的大小、文件偏移及通知的方式,然后立即返回,当内核将数据拷贝到缓冲区后,再通知应用程序。
①异步函数介绍
/* Asynchronous I/O control block. */
struct aiocb
{int aio_fildes; /* File desriptor. */int aio_lio_opcode; /* Operation to be performed. */int aio_reqprio; /* Request priority offset. */volatile void *aio_buf; /* Location of buffer. */size_t aio_nbytes; /* Length of transfer. */struct sigevent aio_sigevent; /* Signal number and value. *//* Internal members. */struct aiocb *__next_prio;int __abs_prio;int __policy;int __error_code;__ssize_t __return_value;#ifndef __USE_FILE_OFFSET64__off_t aio_offset; /* File offset. */char __pad[sizeof (__off64_t) - sizeof (__off_t)];
#else__off64_t aio_offset; /* File offset. */
#endifchar __glibc_reserved[32];
};