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同步與異步IO、阻塞與非阻塞IO

作者：時(shí)間：2016-12-01 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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PS. 我理解這里的意思是，read請(qǐng)求是非阻塞的，但是這里沒(méi)有異步通知機(jī)制，而需要應(yīng)用程序主動(dòng)查詢，所以是同步的。（多次試探）

異步阻塞 I/O

另外一個(gè)阻塞解決方案是帶有阻塞通知的非阻塞 I/O。在這種模型中，配置的是非阻塞 I/O，然后使用阻塞 select 系統(tǒng)調(diào)用來(lái)確定一個(gè) I/O 描述符何時(shí)有操作。使 select 調(diào)用非常有趣的是它可以用來(lái)為多個(gè)描述符提供通知，而不僅僅為一個(gè)描述符提供通知。對(duì)于每個(gè)提示符來(lái)說(shuō)，我們可以請(qǐng)求這個(gè)描述符可以寫(xiě)數(shù)據(jù)、有讀數(shù)據(jù)可用以及是否發(fā)生錯(cuò)誤的通知。

圖 4. 異步阻塞 I/O 模型的典型流程 (select)

select 調(diào)用的主要問(wèn)題是它的效率不是非常高。盡管這是異步通知使用的一種方便模型，但是對(duì)于高性能的 I/O 操作來(lái)說(shuō)不建議使用。

PS. 我理解這里的意思是，read請(qǐng)求實(shí)際上是非阻塞的，但是在異步通知方式上，采用了阻塞的slect系統(tǒng)調(diào)用，導(dǎo)致應(yīng)用程序被阻塞，所以雖然異步，但任然阻塞。（等待通知，自己完成）

異步非阻塞 I/O（AIO）

最后，異步非阻塞 I/O 模型是一種處理與 I/O 重疊進(jìn)行的模型。讀請(qǐng)求會(huì)立即返回，說(shuō)明 read 請(qǐng)求已經(jīng)成功發(fā)起了。在后臺(tái)完成讀操作時(shí)，應(yīng)用程序然后會(huì)執(zhí)行其他處理操作。當(dāng) read 的響應(yīng)到達(dá)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)或執(zhí) 行一個(gè)基于線程的回調(diào)函數(shù)來(lái)完成這次 I/O 處理過(guò)程。

圖 5. 異步非阻塞 I/O 模型的典型流程

在一個(gè)進(jìn)程中為了執(zhí)行多個(gè) I/O 請(qǐng)求而對(duì)計(jì)算操作和 I/O 處理進(jìn)行重疊處理的能力利用了處理速度與 I/O 速度之間的差異。當(dāng)一個(gè)或多個(gè) I/O 請(qǐng)求掛起時(shí)，CPU 可以執(zhí)行其他任務(wù)；或者更為常見(jiàn)的是，在發(fā)起其他 I/O 的同時(shí)對(duì)已經(jīng)完成的 I/O 進(jìn)行操作。

PS. 我理解這里的意思是，read請(qǐng)求實(shí)際上是非阻塞的，但是在異步通知方式上，采用了回調(diào)函數(shù)，無(wú)需應(yīng)用程序再去處理。（委托完成）

異步I/O的動(dòng)機(jī)

從前面 I/O 模型的分類(lèi)中，我們可以看出 AIO 的動(dòng)機(jī)。阻塞模型要求在 I/O 操作開(kāi)始時(shí)阻塞應(yīng)用程序，這意味著不可能同時(shí)重疊進(jìn)行處理和 I/O 操作。同步非阻塞模型允許處理和 I/O 操作重疊進(jìn)行，但是這需要應(yīng)用程序根據(jù)重現(xiàn)的規(guī)則來(lái)檢查 I/O 操作的狀態(tài)。這樣就剩下異步非阻塞 I/O 了，它允許處理和 I/O 操作重疊進(jìn)行，包括 I/O 操作完成的通知。

這里我要特別強(qiáng)調(diào)一下異步IO和非阻塞IO的區(qū)別，異步IO就是把IO提交給系統(tǒng)，讓系統(tǒng)替你做，做完了再用某種方式通知你；非阻塞IO就是你要通過(guò)某種方式不定時(shí)地向系統(tǒng)詢問(wèn)你是否可以開(kāi)始做某個(gè)IO，當(dāng)可以開(kāi)始后，還是要自己來(lái)完成IO

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