Linux网络IO模型简介

Linux网络IO模型简介

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Linux的内核将所有外设看作一个文件来操作，对于一个文件的读写操作，会调用内核提供的系统命令，返回一个fd （file description 文件描述符），而对于一个socket的读写也会有相应的描述符，称为socketfd（socket 描述符），描述符就是一个数字，它指向内核中的一个结构体（文件路径，数据区等一些属性）。

一、阻塞IO模型

java进程读取数据，调用recvfrom，其系统调用直到数据包到达（磁盘到内核缓冲区），且被复制（从内核缓冲区到进程缓冲区）或者发生错误，才返回，在此期间进程一致阻塞，因此称为阻塞IO模型。

eg：钓鱼的时候，一直拿着鱼竿，等鱼儿咬钩将鱼儿拉上来。鱼儿相当于数据包，钓鱼者相当于进程。

二、非阻塞IO模型

recvfrom调用后，如果内核缓冲区没有数据，则返回一个error，然后直接返回，等待一段时间再去看内核缓冲区有没有数据，如此这般轮询。

eg：钓鱼的时候，可以去喝喝水，聊聊天，隔段时间看看鱼竿有没有动静。

三、IO复用信号模型

Linux提供select/poll，进程通过将一个或多个fd传递个select或poll系统调用，阻塞在select操作上，这样select/poll可以同时侦测多个fd是否处于就绪状态，某个fd就绪就将内核缓冲区的数据拷贝到进程缓冲区。

eg:同时摆上多个鱼竿，由垂钓者看着，某个有动静就将某个拉上来。

、四、信号驱动IO模型

进程读取数据时，系统调用recvfrom直接返回，此时进程是非阻塞的，当内核缓冲区数据准备好后，通知recvfrom进行数据的复制。（会注册一个信号处理函数），

eg：买了一个带有提醒功能的鱼竿钓鱼。

五、异步IO模型

进程读取数据，在整个操作完成之后（磁盘到内核缓冲区，内核缓冲区到进程缓冲区）通知进程IO操作已经完成。

eg：鱼竿具有自动钓鱼功能，可以将鱼儿收到鱼篓中。

信号驱动与异步IO的比较

信号驱动的内核缓冲区到进程缓冲区这个过程依然是同步的，它的通知，仅是代表IO操作可以进行。

异步IO整个过程都是异步的，它的通知代表IO操作已经完成。