Linux下的五种I/O模型

阻塞I/O（blocking I/O）

非阻塞I/O （nonblocking I/O）

I/O复用(select 和poll) （I/O multiplexing）

信号驱动I/O （signal driven I/O (SIGIO)）

异步I/O （asynchronous I/O (the POSIX aio_functions)）

前四种都是同步，只有最后一种才是异步IO。

I/O过程分为两个过程,数据准备和数据拷贝

阻塞I/O模型：

该模型在两个过程中一直处于阻塞状态,直到数据拷贝完成,系统调用返回.

阻塞I/O模型图：

当调用recv()函数时，系统首先查是否有准备好的数据。如果数据没有准备好，那么系统就处于等待状态。当数据准备好后，将数据从系统缓冲区复制到用户空间，然后该函数返回。在套接应用程序中，当调用recv()函数时，未必用户空间就已经存在数据，那么此时recv()函数就会处于等待状态。

     

非阻塞IO模型 

非阻塞I/O在第一个过程中会进行多次调用系统调用(如果数据没有准备好的话)并立即返回.在数据拷贝过程中,仍然处于阻塞状态.       

       我们把一个SOCKET接口设置为非阻塞就是告诉内核，当所请求的I/O操作无法完成时，不要将进程睡眠，而是返回一个错误。这样我们的I/O操作函数将不断的测试数据是否已经准备好，如果没有准备好，继续测试，直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中，会耗费大量的占用CPU的时间。有点类似于轮询

非阻塞I/O模型图：

    

  

IO复用模型：

      I/O复用模型常用的函数有select、poll和epoll，具体的区别请查阅相关资料。这几个函数也会使进程阻塞（请注意和I/O阻塞进行区分）该函数可以监听多个socket，看是否有socket就绪，如果就绪就返回就绪的socket数（或者超时返回），然后对就绪的socket按照对应的就绪事件进行相关的操作(读数据或者写数据)

I/O复用模型图：

信号驱动IO

    首先我们允许套接口进行信号驱动I/O,并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，我们可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。

异步IO模型

在两个过程中都不会发生阻塞，直到数据拷贝完成后收到通知。

当一个异步过程调用发出后，调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的模块在完成I/O操作后，通过状态或者回调来通知调用者

同步IO和异步IO的区别：数据拷贝的过程中,进程是否阻塞！

阻塞IO和非阻塞IO的区别：数据准备的过程中,进程是否阻塞！

5种I/O模型的比较：