2. 彤哥说netty系列之IO的五种模型
你好,我是彤哥,本篇是netty系列的第二篇。
欢迎来我的公从号彤哥读源码系统地学习源码&架构的知识。
简介
本文将介绍linux中的五种IO模型,同时也会介绍阻塞/非阻塞与同步/异步的区别。
何为IO模型
对于一次IO操作,数据会先拷贝到内核空间中,然后再从内核空间拷贝到用户空间中,所以一次read操作,会经历两个阶段:
(1)等待数据准备
(2)数据从内核空间拷贝到用户空间
基于以上两个阶段就产生了五种不同的IO模式。
阻塞IO
从进程发起IO操作,一直等待上述两个阶段完成。
两阶段一起阻塞。
非阻塞IO
进程一直询问IO准备好了没有,准备好了再发起读取操作,这时才把数据从内核空间拷贝到用户空间。
第一阶段不阻塞但要轮询,第二阶段阻塞。
多路复用IO
多个连接使用同一个select去询问IO准备好了没有,如果有准备好了的,就返回有数据准备好了,然后对应的连接再发起读取操作,把数据从内核空间拷贝到用户空间。
两阶段分开阻塞。
信号驱动IO
进程发起读取操作会立即返回,当数据准备好了会以通知的形式告诉进程,进程再发起读取操作,把数据从内核空间拷贝到用户空间。
第一阶段不阻塞,第二阶段阻塞。
异步IO
进程发起读取操作会立即返回,等到数据准备好且已经拷贝到用户空间了再通知进程拿数据。
两个阶段都不阻塞。
IO模式对比
各种IO模式同比如下:
同步非同步的区别在于调用操作系统的recvfrom()的时候是否阻塞,可见除了最后的异步IO其它都是同步IO。
select poll epoll
select 有最大文件描述符的限制,只能监听到有几个文件描述符就绪了,得遍历所有文件描述符获取就绪的IO。
poll 没有最大文件描述符的限制,与select一样,只能监听到有几个文件描述符就绪了,得遍历所有文件描述符获取就绪的IO。
epoll 没有最大文件描述符的限制,它通过回调的机制,一旦某个文件描述符就绪了,迅速激活这个文件描述符,当进程下一次调用epoll_wait()的时候便得到通知。
所以,在有大量空闲连接的时候,epoll的效率要高很多。
彩蛋
Java中的nio使用的是哪种IO模型呢?
答:Java中的nio实际上是new io的缩写,它使用的是多路复用的IO模型。
参考
本文对IO的五种模型做了很简短的总结,没看懂的同学可以看看下面这篇文章,讲得很详细。
https://segmentfault.com/a/1190000003063859
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