IO 系列——UNIX 五种 IO 模型

《UNIX 网络编程：卷一》总结了五种经典的 IO 模型，分别为：阻塞式 IO 模型、非阻塞式 IO 模型、多路复用 IO 模型、信号驱动 IO 模型、异步 IO 模型。

1. 阻塞 IO

阻塞式 IO 模型：进程发起 IO 请求，在整个过程会一直阻塞，直到数据返回到用户空间。

2. 非阻塞 IO

非阻塞式 IO 模型：进程发起 IO 请求后，若内核没有准备好数据，立即给进程返回一个状态，进程会一直轮询内核，直到内核有数据准备好，阻塞等待内核将数据从内核空间复制到用户空间。

3. 多路复用 IO

IO 复用模型：进程发起一个 IO 请求，然后把自己注册到一个 select 的系统进程，select 会监听数据是否准备好，若准备好 select 会通知进程，进程发起系统调用，CPU 会复制内核空间缓冲区数据到用户空间，复制数据过程也是阻塞的。

为什么叫 IO 多路复用呢？因为 select 可以接受多个进程注册，可以监听多个进程的 IO 请求，不像非阻塞式 IO 模型需要进程不断轮询，多路复用模型把询问的任务交给了 select，让多个进程都可以共享 select。

4. 信号驱动 IO

信号驱动 IO 模型：进程通过系统调用注册了一个信号处理程序，信号处理程序会在数据准备好时，发送信号告知进程，进程再发起系统调用，CPU 会把内核空间的数据复制到用户空间返回，复制的过程会阻塞进程。

5. 异步 IO

异步 IO 模型：进程发起系统调用后，直接返回，不需要阻塞，直到数据从内核空间复制用户空间完成后，系统通知进程 IO 完成。

6. 同步 IO 和异步 IO

其中，阻塞 IO、非阻塞 IO、多路复用 IO、信号驱动 IO 属于同步 IO，这四种 IO 模型都需要用户进程自己把数据从内核缓冲区复制到用户缓存区，复制的过程会阻塞线程；只有异步 IO 属于异步 IO，不需要用户进程复制内核缓冲区数据。

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