IO 概念

一個(gè)基本的 IO，它會(huì)涉及到兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)象，一個(gè)是調(diào)用這個(gè) IO 的進(jìn)程對(duì)象，另一個(gè)就是系統(tǒng)內(nèi)核 (kernel)。當(dāng)一個(gè) read 操作發(fā)生時(shí)，它會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)階段：

• 通過 read 系統(tǒng)調(diào)用想內(nèi)核發(fā)起讀請(qǐng)求。
• 內(nèi)核向硬件發(fā)送讀指令，并等待讀就緒。
• 內(nèi)核把將要讀取的數(shù)據(jù)復(fù)制到描述符所指向的內(nèi)核緩存區(qū)中。
• 將數(shù)據(jù)從內(nèi)核緩存區(qū)拷貝到用戶進(jìn)程空間中。

IO 模型對(duì)比

從等待數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)復(fù)制這兩個(gè)時(shí)間段，指出了不同 I/O 模型的區(qū)別

從等待數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)復(fù)制這兩個(gè)時(shí)間段，指出了不同 I/O 模型的區(qū)別

?? 類比餐廳吃飯

看了幾篇文章，為了加深理解，我做了文字排版上的優(yōu)化，方便從相似的地方發(fā)現(xiàn)他們本質(zhì)上的不同。

• 我們?nèi)ゲ蛷d吃飯，會(huì)經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：
  • 首先你（用戶態(tài)進(jìn)程）在飯店（內(nèi)核態(tài)的進(jìn)程）根據(jù)菜單點(diǎn)菜
  • 然后等待廚房準(zhǔn)備好 ? 等待數(shù)據(jù)
  • 接著服務(wù)員（內(nèi)核態(tài)的進(jìn)程）上菜 ? 將數(shù)據(jù)從內(nèi)核復(fù)制到用戶空間
• 只點(diǎn)一個(gè)菜
  • 然后在餐桌上開始等待
    • 你在這個(gè)過程中什么事都不干
      • 直到服務(wù)員上菜 ? 阻塞式 I/O 模型
      • 等了一會(huì)兒然后就去問服務(wù)員，不斷重復(fù)問，直到服務(wù)員上菜 ? 非阻塞式 I/O 模型
    • 你給服務(wù)員留下手機(jī)，告訴他菜準(zhǔn)備好的話
      • 先不要上菜，打個(gè)電話給你，然后你就出去玩耍了
        • 等到菜準(zhǔn)備好了，服務(wù)員手機(jī)通知你，你立馬回到了餐廳
          • 你對(duì)服務(wù)員說 “你現(xiàn)在可以上菜了”，于是你在餐桌上等待服務(wù)員把菜送上來，然后吃飯。 ? 信號(hào)驅(qū)動(dòng)式 I/O 模型
      • 先上菜，菜上桌了打電話給你，然后你就出去玩耍了
        • 等到菜上桌了，服務(wù)員手機(jī)通知你，你立馬回到了餐桌
          • 開始吃飯。 ? 異步 I/O 模型
• 你點(diǎn)了很多菜
  • 然后在餐桌上開始等待
    • 你在這個(gè)過程中什么事都不干
      • 某個(gè)時(shí)刻其中一個(gè)菜或者多個(gè)菜廚房里同時(shí)好了，
        • 服務(wù)員跑過來說，“親，您的有些菜好了，要現(xiàn)在上桌么？”
        • 你回答，現(xiàn)在就上，于是服務(wù)員上一個(gè)菜（服務(wù)員一次只能上一個(gè)菜），你就吃完一個(gè)，上一個(gè)你就吃完一個(gè) ? I/O 復(fù)用模型

參考資料：

1. IO 模型淺析 - 阻塞、非阻塞、IO 復(fù)用、信號(hào)驅(qū)動(dòng)、異步 IO、同步 IO
2. Linux IO 模型：阻塞 / 非阻塞 / IO 復(fù)用 同步 / 異步 Select/Epoll/AIO