5种I/O模型
2016-07-27 13:38
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1、一次输入输出的步骤:
1)等待数据就绪
2)数据搬迁
2、5种I/O模型
1)阻塞I/O模型:
应用程序调用一个I/O函数,导致应用程序阻塞,等待数据准备好。如果数据没有准备好,一直等待。数据准备好了,从内核拷贝到用户空间,I/O函数返回成功指示。
2)非阻塞I/O:
我们把一个套接口设置为非阻塞就是告诉内核,当所请求的I/O操作无法完成时,不要将进程睡眠,而是返回一个错误。这样我们的I/O操作函数将不断的测试数据是否已经准备好,如果没有准备好,继续测试,直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中,会大量的占用CPU的时间。
3)I/O复用模型:
I/O复用模型会用到select或者poll函数,这两个函数也会使进程阻塞,但是和阻塞I/O 所不同的的,这两个函数可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作,多个写操作的I/O函数进行检测,直到有数据可读或可写时,才真正调用I/O操作函数。
相比非阻塞IO模型,在多路复用IO模型中,会有一个线程不断去轮询多个socket的状态(因为在多路复用IO模型中,只需要使用一个线程就可以管理多个socket,系统不需要建立新的进程或者线程,也不必维护这些线程和进程,所以它大大减少了资源占用)。
另外多路复用IO为何比非阻塞IO模型的效率高是因为在非阻塞IO中,不断地询问socket状态是通过用户线程去进行的,而在多路复用IO中,轮询每个socket状态是内核在进行的,这个效率要比用户线程要高的多。
4)信号驱动I/O模型:
首先我们允许套接口进行信号驱动I/O,并安装一个信号处理函数,进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时,进程会收到一个SIGIO信号,可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。
以上I/O的数据搬迁动作是一样的,只是等待方式不一样,叫做同步I/O(所有动作是自己操作的)。
5)异步I/O模型:
调用aio_read函数,告诉内核描述字,缓冲区指针,缓冲区大小,文件偏移以及通知的方式,然后立即返回。当内核将数据拷贝到缓冲区后,再通知应用程序。
3、总结
本文出自 “LOVEMERIGHT” 博客,请务必保留此出处http://lovemeright.blog.51cto.com/10808587/1830629
1)等待数据就绪
2)数据搬迁
2、5种I/O模型
1)阻塞I/O模型:
应用程序调用一个I/O函数,导致应用程序阻塞,等待数据准备好。如果数据没有准备好,一直等待。数据准备好了,从内核拷贝到用户空间,I/O函数返回成功指示。
2)非阻塞I/O:
我们把一个套接口设置为非阻塞就是告诉内核,当所请求的I/O操作无法完成时,不要将进程睡眠,而是返回一个错误。这样我们的I/O操作函数将不断的测试数据是否已经准备好,如果没有准备好,继续测试,直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中,会大量的占用CPU的时间。
3)I/O复用模型:
I/O复用模型会用到select或者poll函数,这两个函数也会使进程阻塞,但是和阻塞I/O 所不同的的,这两个函数可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作,多个写操作的I/O函数进行检测,直到有数据可读或可写时,才真正调用I/O操作函数。
相比非阻塞IO模型,在多路复用IO模型中,会有一个线程不断去轮询多个socket的状态(因为在多路复用IO模型中,只需要使用一个线程就可以管理多个socket,系统不需要建立新的进程或者线程,也不必维护这些线程和进程,所以它大大减少了资源占用)。
另外多路复用IO为何比非阻塞IO模型的效率高是因为在非阻塞IO中,不断地询问socket状态是通过用户线程去进行的,而在多路复用IO中,轮询每个socket状态是内核在进行的,这个效率要比用户线程要高的多。
4)信号驱动I/O模型:
首先我们允许套接口进行信号驱动I/O,并安装一个信号处理函数,进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时,进程会收到一个SIGIO信号,可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。
以上I/O的数据搬迁动作是一样的,只是等待方式不一样,叫做同步I/O(所有动作是自己操作的)。
5)异步I/O模型:
调用aio_read函数,告诉内核描述字,缓冲区指针,缓冲区大小,文件偏移以及通知的方式,然后立即返回。当内核将数据拷贝到缓冲区后,再通知应用程序。
3、总结
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