Netty学习笔记1:5种IO模型

Stella981
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1 阻塞IO模型

从字面来理解,就是调用时可能被阻塞,
什么叫阻塞,要知道一个进程有N种状态,学过OS都知道
如果阻塞,就会把当前进程放在某个条件的阻塞队列里。
直到条件满足了,才会转移此进程进入就绪队列。
当然,就绪队列还有个优先级的概念,就不扯远了。

阻塞IO.
1)调用API,比如 recvfrom,从用户态进入内核态。
2) 内核发现无数据,将进程信息节点插入阻塞队列,等待数据。
3)进程一直阻塞,阻塞,阻塞。
4)数据到达,内核拷贝数据,
数据的流动路径是:网卡---socket内核缓冲区---用户的缓冲区。
5)拷贝完成后返回,我们就可以得到recvfrom的结果,成功/失败。

 2 非阻塞IO模型

什么叫非阻塞,就是从用户角度来说,函数立即可以得到结果:成功/失败。

1)用户调用recvfrom,内核发现无数据,立即返回结果。

2)用户调用recvfrom,内核发现无数据,立即返回结果。

3)用户调用recvfrom,内核发现无数据,立即返回结果。

4)用户调用recvfrom,内核发现有数据,将数据从socket内核缓冲区复制到
用户缓冲区,返回结果。

 3 IO复用模型

1)将多个需要监听的fd给epoll,让其监控。
注意:epoll本身是阻塞的,可以设定时间。
2)epoll返回结果,用户可以知道哪些fd可读,可写,有异常等。
3)剩下的就是用户自己按需操作fd.

比如redis就是使用IO复用模型。

备注:epoll的最大fd个数:cat /proc/sys/fs/file-max,跟内存关系比较大

 4)信号驱动模型

1)开启socket信号驱动IO功能,
通过sigaction设置信号处理函数。
2)当socket有数据时,发生一个SIGIO信号,
执行之前的信号处理函数。
3)用户逻辑放在信号处理函数里实现。

 5)异步IO

1)告知内核启动某个操作,在内核完成所有的操作(包括复制数据到用户缓冲区)后

通过信号机制通知用户。
2)信号处理程序直接处理用户缓冲区里的数据,因为数据已经被内核复制完毕。
与信号驱动的区别是:
信号驱动通过信号告知,可以启动某个操作了。
异步IO通知用户:我连复制数据的步骤都替你完成了,用户只需要处理即可。

总结一下:

为什么会出现这么多的模型?

需求来源于需求,我们想想在开发网络程序时,对一个socket需要关注哪些方面?

1)这个socket可读,可写,有异常?

2)有数据可操控时,复制数据到用户缓冲区。

下面是我对这几种IO模型的理解

是否解决socket

可用的问题

是否自动将数据从套接字缓冲区

复制到用户缓冲区

评分

阻塞模型

×

×

非阻塞模型

×

×

★★

IO复用模型

×

★★★

信号驱动

×

★★★

异步IO

★★★★★

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