Study Note

对于高性能web服务器来说，选择一个合适的io模型至关重要，

IO是什么？
在linux中，一切都是文件，IO操作是指对一个文件描述符的读写操作，一般分为两个阶段，第一个是等待io就绪，第二个是数据在内核空间和用户空间之间的移动。拿read为例子，当用户空间针对一个fd发给read请求时，内核收到通知，内核从物理层得到数据包，数据传到tcpip层，内核解析包头，然后内核将数据包缓存到fd的读缓冲区中，此时还是内核中的操作，当fd的缓冲区内容超过应用程序要读的阀值时（read会设置一个大小），此时该fd的状态就是可读，应用程序此时可以将数据从fd的内核缓冲区拷贝到应用程序中。

目前linux下有5种IO模型：

• 阻塞型 IO（blocking I/O）
• 非阻塞性IO（nonblocking I/O）
• IO多路复用（I/O multiplexing）
• 信号驱动IO（signal driven I/O）
• 异步IO（asynchronous I/O）

那么它们的区别在哪里呢？

阻塞和非阻塞的区别：
调用读写的用户进程是否被block住，而不能做其它事情
同步和异步的区别是：
数据是由用户程序做的读写，还是完全由内核完成，而只是通知一下用户程序，
看谁主动把数据拷贝到用户态这样同步和异步的概念就非常明显了。
以上的五种IO模型，前面四种都是同步的，只有第五种IO模型才是异步的IO。

常见的select或者poll，epoll，都是同步io调用，因为最终数据还是要应用程序负责读写到用户态，进行此调用时的用户进程也处于阻塞状态，直到超时。对于poll操作来说，当它执行的时候应用是需要阻塞的，poll在系统调用的时候，需要扫描每一个fd，此时就需要把fd设置成非阻塞的，因为不能让扫描的时候陷入阻塞。在扫描过程中，如果发现有fd可用，此时用户态返回可用的fd列表，等待进一步的io读写操作，因为这时候是应用程序操作内核态数据，因此是poll是同步io。那此时read的操作是阻塞还是非阻塞呢？这时候要看此时fd的属性，可以通过fcntl操作设置。不管过此时fd是阻塞还是非阻塞，都没有任何区别，因为之前的poll，就是知道有数据准备好了才返回的，也就是说内核缓冲区已经有了数据，此时进行read，是肯定能够将数据拷贝到用户进程缓冲区的。当然一般也没有必要在操作时再去设置fd成阻塞。

最后借用一个例子来说明这几种io的区别：
有A，B，C，D，E四个人在钓鱼：
A用的是最老式的鱼竿，所以呢，得一直守着，等到鱼上钩了再拉杆；
B的鱼竿有个功能，能够显示是否有鱼上钩，所以呢，B就和旁边的MM聊天，隔会再看看有没有鱼上钩，有的话就迅速拉杆；
C用的鱼竿和B差不多，但他想了一个好办法，就是同时放好几根鱼竿，然后守在旁边，一旦有显示说鱼上钩了，它就将对应的鱼竿拉起来；
D呢和C差不多，只不过没有守在旁边，可以去忙其它的事情，一旦收到短信就去把鱼钩拉起来。
E是个有钱人，干脆雇了一个人帮他钓鱼，一旦那个人把鱼钓上来了，就给D发个短信。
请自己对号入座