前言：在之前的Redis面試套路拆解的文章[Redis面試套路拆解(一)]中有提到過IO模型，并且IO模型本身也是一個比較容易混淆的高頻面試考點，小黑板將在本篇文章幫你理清思路，區(qū)分各種IO模型~
其實網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)有很多博客講了這個問題，但是總是覺得看完之后還是迷迷糊糊的，感覺大家有點太執(zhí)著于把這個問題講的通俗易懂了，經(jīng)常會舉各種各樣的例子，比如燒水、去銀行辦理業(yè)務(wù)之類的，然而看完之后反倒會產(chǎn)生更多的疑問，因為可能舉得例子并不能完美的適用于同步異步、阻塞非阻塞的概念
所以我們今天就不舉例子了，小黑板想從專業(yè)概念的角度來幫助大家理解各種概念~
在討論問題之前，我們需要確定一下上下文，以免產(chǎn)生誤解，本文討論的背景是基于Linux的網(wǎng)絡(luò)IO開展的
實際上無論是哪一種IO模型，都可以分為兩個階段(以read操作為例)：
等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒
將數(shù)據(jù)從內(nèi)核態(tài)拷貝到用戶空間
這里我們需要解釋一下，什么是內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)
用戶態(tài)：也稱為用戶空間，即上層應(yīng)用程序的活動空間，應(yīng)用程序的執(zhí)行必須依賴于內(nèi)核提供的資源
內(nèi)核態(tài)：也稱為內(nèi)核空間，控制計算機的硬件資源，并提供上層應(yīng)用程序運行的環(huán)境
注：用戶態(tài)可以通過系統(tǒng)調(diào)用切換到內(nèi)核態(tài)，這是主動進(jìn)入到內(nèi)核態(tài)。此外在出現(xiàn)異常或者外圍設(shè)備的中斷也會進(jìn)入到內(nèi)核態(tài)，不過是被動響應(yīng)的
先說結(jié)論：各種IO模型其實是根據(jù)它在上述兩個階段的不同表現(xiàn)(用戶進(jìn)程或者線程是否阻塞)來區(qū)分的?。。?/strong>
在第一個階段用戶進(jìn)程是否阻塞用來區(qū)分阻塞/非阻塞，在第二個階段用戶是否阻塞用來區(qū)分同步/異步?。?！
阻塞IO
當(dāng)用戶進(jìn)程發(fā)起系統(tǒng)調(diào)用recvfrom時，在第一階段，內(nèi)核首先會等待****數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，這個過程中用戶進(jìn)程是阻塞的；在第二階段，當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒之后，數(shù)據(jù)會從內(nèi)核空間拷貝到用戶空間(應(yīng)用程序空間)，這個過程中用戶進(jìn)程同樣是阻塞的，直到數(shù)據(jù)拷貝完成才恢復(fù)。
所以，阻塞IO在兩個階段都是阻塞的！！
非阻塞IO
非阻塞IO和阻塞IO相似，區(qū)別在于第一階段，在等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒的過程中，用戶進(jìn)程不會阻塞，而是在數(shù)據(jù)沒有準(zhǔn)備就緒的時候得到一個error返回，這是用戶進(jìn)程就知道數(shù)據(jù)還沒有準(zhǔn)備好，然后就可以繼續(xù)發(fā)起recvfrom操作直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒
在第二階段，數(shù)據(jù)從內(nèi)核空間向用戶空間拷貝時，非阻塞IO用戶進(jìn)程同樣是阻塞的
IO多路復(fù)用
IO多路復(fù)用實際上是通過select/epoll等函數(shù)輪詢多個socket，當(dāng)用戶進(jìn)程調(diào)用了select函數(shù)，整個用戶進(jìn)程就會被阻塞，直到收到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒的返回
后續(xù)的操作和非阻塞IO是類似的，由于在recvfrom系統(tǒng)調(diào)用之前，需要的數(shù)據(jù)就已經(jīng)準(zhǔn)備就緒了，所以第一個階段是非阻塞的；第二個階段同樣還是阻塞的
所以IO多路復(fù)用整個過程中，用戶進(jìn)程都是阻塞的~
異步IO
異步IO實際上是用戶進(jìn)程發(fā)起read操作之后，就會立刻收到一個返回，所以用戶進(jìn)程就可以去完成其他的工作，而不需要阻塞；直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒并且完成了從內(nèi)核空間向用戶空間拷貝的工作，這時用戶進(jìn)程會收到一個通知，告訴他read操作已完成
整個過程中用戶進(jìn)程不會被阻塞
總結(jié)
所以實際上阻塞IO和非阻塞IO都是同步IO，用到了特殊的異步函數(shù)才是異步IO
如果能從IO過程的兩個階段來看待這些問題，就不會被這些概念和一些例子繞暈了
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