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淺談Linux 網(wǎng)絡(luò) I/O 模型簡介（圖文）

更新時間：2017年12月29日 11:41:05 作者：anxpp

這篇文章主要介紹了淺談Linux 網(wǎng)絡(luò) I/O 模型簡介（圖文），小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

1、介紹

Linux 的內(nèi)核將所有外部設(shè)備都看做一個文件來操作（一切皆文件），對一個文件的讀寫操作會調(diào)用內(nèi)核提供的系統(tǒng)命令，返回一個file descriptor（fd，文件描述符）。而對一個socket的讀寫也會有響應(yīng)的描述符，稱為socket fd（socket文件描述符），描述符就是一個數(shù)字，指向內(nèi)核中的一個結(jié)構(gòu)體（文件路徑，數(shù)據(jù)區(qū)等一些屬性）。

根據(jù)UNIX網(wǎng)絡(luò)編程對I/O模型的分類，UNIX提供了5種I/O模型。

1.1、阻塞I/O模型

最常用的I/O模型，默認情況下，所有文件操作都是阻塞的。

比如I/O模型下的套接字接口：在進程空間中調(diào)用recvfrom，其系統(tǒng)調(diào)用直到數(shù)據(jù)包到達且被復(fù)制到應(yīng)用進程的緩沖區(qū)中或者發(fā)生錯誤時才返回，在此期間一直等待。

進程在調(diào)用recvfrom開始到它返回的整段時間內(nèi)都是被阻塞的，所以叫阻塞I/O模型。

圖示：

1.2、非阻塞I/O模型

recvfrom從應(yīng)用層到內(nèi)核的時候，就直接返回一個EWOULDBLOCK錯誤，一般都對非阻塞I/O模型進行輪詢檢查這個狀態(tài)，看內(nèi)核是不是有數(shù)據(jù)到來。

圖示：

1.3、I/O復(fù)用模型

Linux提供select/poll，進程通過將一個或多個fd傳遞給select或poll系統(tǒng)調(diào)用，阻塞在select操作上，這樣，select/poll可以幫我們偵測多個fd是否處于就緒狀態(tài)。

select/poll是順序掃描fd是否就緒，而且支持的fd數(shù)量有限，因此它的使用受到了一些制約。

Linux還提供一個epoll系統(tǒng)調(diào)用，epoll使用基于事件驅(qū)動方式代替順序掃描，因此性能更高。當(dāng)有fd就緒時，立即回調(diào)函數(shù)rollback。

圖示：

1.4、信號驅(qū)動I/O模型

首先開啟套接口信號驅(qū)動I/O功能，并通過系統(tǒng)調(diào)用sigaction執(zhí)行一個信號處理函數(shù)（此系統(tǒng)調(diào)用立即返回，進程繼續(xù)工作，非阻塞）。當(dāng)數(shù)據(jù)準備就緒時，就為改進程生成一個SIGIO信號，通過信號回調(diào)通知應(yīng)用程序調(diào)用recvfrom來讀取數(shù)據(jù)，并通知主循環(huán)函數(shù)處理樹立。

圖示：