4.2 IO模型

1. 同步 vs 异步

• 应用程序调用系统调用，过程由谁处理
  • 前者是我来询问你同步是由应用程序自己处理
  • 后者是你来通知我异步是由操作系统处理，完成之后通过回调或者事件通知

2. 阻塞 vs 非阻塞

• 应用程序调用系统调用，没有结果怎么办？
  • 阻塞是应用程序会等待
  • 非阻塞是应用程序立即返回，然后让应用程序轮询 注意跟是否消耗CPU没关系，磁盘/网络->内核是DMA copy，不消耗CPU，但这个过程对应用来说依然是阻塞的

3. IO模型

• 如果磁盘或者网络<->内核区以及内核区<->用户区都不是阻塞的，那么是异步IO
• 如果内核区<->用户区是阻塞的，那么是同步IO
  • 同步IO根据磁盘或者网络<->内核区是否阻塞继续分类
    • 阻塞：
      • 同步阻塞IO
    • 非阻塞：
      • 用户态轮询：同步非阻塞IO
      • 内核态轮询：IO多路复用
      • 由操作系统回调函数：信号驱动

	同步阻塞IO	同步非阻塞IO	IO多路复用	信号驱动IO	异步IO
内核区<->用户区	阻塞	阻塞	阻塞	阻塞	非阻塞
磁盘或者网络<->内核区	阻塞	非阻塞+应用程序轮询	非阻塞+内核态轮询	非阻塞+回调	非阻塞

• 

3.1. 同步阻塞IO

• 应用程序调用read、write函数
• 如果用于网络IO，需要创建多线程服务多个用户，但是线程不可能无限创建

3.2. 同步非阻塞IO

• 应用程序调用read、write函数+O_NONBLOCK参数
• 如果用于网络IO，可以由一个线程服务多个用户，但是由于是轮询调用系统调用，那么CPU会在内核态和用户态切换，很耗费CPU

3.3. IO多路复用

• 应用进程调用select、poll、epoll
  • select、poll、epoll.md
• 如果用于网络IO，可以由一个线程服务多个用户，有IO事件发生会由IO多路复用器通知上层应用处理，而不是由上层应用主动轮询，因此不会造成频繁CPU内核态用户态的切换

3.3.1. Reactor编程模型

事件驱动编程的一种， 网络服务编程的流程是这样的：

1. accept
2. read/write socket
3. decode/encode+serialize/deserialize+logic 单Reactor单线程模型：三个操作都是在一个线程中执行的。比如Redis 单Reactor多线程模型：前两个操作是在一个线程中执行，最后一个操作是通过多线程执行的 多Reactor多线程模型：第一个操作在一个线程执行，第二个操作在CPU核数的线程中执行，最后一个操作通过多线程执行。比如Netty Reactor线程模型 - 知乎 五分钟快速理解 Reactor 模型_朱小厮的博客-CSDN博客

3.4. 信号驱动IO

3.5. 异步IO

• 应用进程调用Linux的aio或者Windows的IOCP

4. 参考

• Unix中的IO模型：帮你弄清阻塞VS非阻塞、同步VS异步_lmy86263的博客-CSDN博客
• 聊聊Linux 五种IO模型 - 简书