Unix/Linux 上的五种 IO 模型

Unix/Linux 上的五种 IO 模型

1 阻塞 blocking

2 非阻塞 non-blocking

int opt = 1;
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_NONBLOCK, &opt, sizeof(opt));

3 IO 复用（IO multiplexing）

在 IO 复用模型中，使用 select、poll 或 epoll 等系统调用，可以同时监视多个文件描述符，当其中一个或多个文件描述符准备好时，通知应用程序进行处理。这种模型常用于处理高并发连接。

4 信号驱动(signal-driven)

在信号驱动 IO 模型中，应用程序为文件描述符设置信号驱动模式，当数据准备好时，内核会向应用程序发送信号，通知其进行数据处理。应用程序不需要频繁轮询。

设置信号驱动模式：

fcntl(sockfd, F_SETFL, O_ASYNC);
signal(SIGIO, signal_handler);

内核在第一个阶段是异步，在第二个阶段是同步；与非阻塞 IO 的区别在于它提供了消息通知机制，不需要用户进程不断的轮询检查，减少了系统 API 的调用次数，提高了效率。

5 异步(asynchronous)

在异步 IO 模型中，应用程序发起 IO 请求后立即返回，内核会在数据准备好并完成读写操作后，通过回调函数或信号通知应用程序。应用程序可以在等待 IO 完成的同时执行其他任务。

定义异步 IO 控制块：

struct aiocb {
  int aio_fildes;             // 文件描述符
  off_t aio_offset;           // 偏移量
  volatile void *aio_buf;     // 缓冲区
  size_t aio_nbytes;          // 传输字节数
  int aio_reqprio;            // 请求优先级
  struct sigevent aio_sigevent; // 信号事件
  int aio_lio_opcode;         // 操作码
};

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本文作者： Corner
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