马哥教育网络第20期—IO类型与IO模型

IO类型与IO模型

IO类型

同步与异步(synchronous,asynchronous):关注消息通知机制

同步:进程发出系统调用之后,不会立即有返回信息,但是一旦有返回信息,则一定是最终结果.
异步:进程发出系统调用之后,会有立即返回结果,但不是最终的结果,当内核处理完成之后,内核通过通知机制通知进程,该系统调用已完成.

阻塞与非阻塞(blocking,nonblocking):关注系统调用完成时,调用者的状态

阻塞:调用者在返回结果之前,一直处于被挂起状态,直到有调用结果返回时才能继续工作.
非阻塞:调用者在调用结果返回之前,并不会被挂起,即系统调用这个动作不会阻塞调用者.

IO模型的分类

  • 阻塞I/O

  • 非阻塞I/O

  • 复用I/O

  • 事件驱动I/O

  • 异步I/O

自己画的

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画完之后参考网上的

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阻塞I/O模型

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 当用户进程发起系统调用之后,在内核还没有完成该调用任务时,进程会一直被挂起,直到内核将调用完成(内核将数据从磁盘取出到内核内存做处理,处理完之后在将数据转移至进程内存),这时进程才可以继续工作.

非阻塞I/O模型

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 当用户进程发起系统调用之后,该进程不会被挂起,先是处于盲等待状态,反复向内核确认该调用是否完成,当内核将数据从磁盘取出到内核内存处理完成时,该进程会被挂起,并且内核会将处理的数据转移至进程内存,这时进程来能继续工作(该进程在数据从内核内存转移至进程内存时,是被挂起).

复用I/O模型

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 当用户进程发起系统调用之后,该进程可以发送多个处理请求交给内核处理,select,poll,epoll都是IO多路复用的机制。I/O多路复用就是通过一种机制,一个进程可以监视多个描述符,一旦某个描述符就绪(一般是读就绪或者写就绪),能够通知程序进行相应的读写操作。但select,poll,epoll本质上都是同步I/O,因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写,也就是说这个读写过程是阻塞的,而异步I/O则无需自己负责进行读写,异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间.

事件驱动I/O模型

 当用户进程发起系统调用之后,内核会立即返回一个信号,表示该调用已经收到,接下来该进程可以去处理其他工作,当内核将数据在内核内存中准备好之后,就会通知该进程,进程这个时候就会被挂起,等待内核将数据转移至进程内存,进程才可以继续工作.

异步I/O模型

41.png

 当用户进程发起系统调用之后,内核会立即返回一个信号,表示该调用已经收到,进程可以自由活动,接下来内核处理数据,当内核将数据转移至进程内存之后,会通知该进程数据已经准备好,此时进程只要去进程内存接着处理就OK.

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