2. 彤哥说netty系列之IO的五种模型

ゝ一世哀愁。 2023-06-13 04:48 16阅读 0赞

![netty][]

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。**

![blocking-io][]

# 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。**

![nonblocking-io][]

# 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。**

![multiplexing-io][]

# 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。**

![signal-io][]

# 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。**

![asynchronous-io][]

# IO模式对比 #

各种IO模式同比如下：

![model][]

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

最后，也欢迎来我的公从号**彤哥读源码**系统地学习**源码&架构**的知识。

![code][]

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