Linux中五種IO模型是什么

我們都知道unix世界里、一切皆文件、而文件是什么呢？文件就是一串二進(jìn)制流而已、不管socket、還是FIFO、管道、終端、對(duì)我們來(lái)說(shuō)、一切都是文件、一切都是流、在信息交換的過(guò)程中、我們都是對(duì)這些流進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)操作、簡(jiǎn)稱為I/O操作(input and output)、往流中讀出數(shù)據(jù)、系統(tǒng)調(diào)用read、寫入數(shù)據(jù)、系統(tǒng)調(diào)用write。

1. IO模型

Linux下可用的IO模型有5種，分別是：

阻塞式IO

非阻塞式IO

IO復(fù)用

信號(hào)驅(qū)動(dòng)式IO（SIGIO）

異步IO（Posix的aio_系列函數(shù)）

其中，除了異步IO，其余都屬于同步IO模型。 在這5種模型中，我們目前只關(guān)注前3種，并且把IO復(fù)用放在網(wǎng)絡(luò)編程專題中講，本文只簡(jiǎn)單介紹阻塞式IO和非阻塞式IO的概念與區(qū)別。

2. 阻塞式IO

阻塞式IO是Linux中最基本、最常用的IO模型，指的是可能會(huì)使進(jìn)程永遠(yuǎn)阻塞的函數(shù)，一般表現(xiàn)為：

進(jìn)程或線程調(diào)用某個(gè)函數(shù)，該函數(shù)需要滿足特定條件才能向下執(zhí)行 如果條件不滿足，則會(huì)使調(diào)用進(jìn)程或線程阻塞，讓出CPU控制權(quán)，并一直持續(xù)到條件滿足為止 在Linux中，阻塞式IO一般作為默認(rèn)屬性出現(xiàn)，如mq_receive、sem_wait、sem_post等 在默認(rèn)情況下，所有的套接字都是阻塞的，我們以UDP套接字為例來(lái)展示阻塞式IO模型，如下圖所示。 進(jìn)程調(diào)用recvfrom接收數(shù)據(jù)，但由于內(nèi)核還未準(zhǔn)備好，進(jìn)程就會(huì)阻塞；直到內(nèi)核準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，recvfrom完成數(shù)據(jù)復(fù)制工作，進(jìn)程才能解除阻塞狀態(tài)。

3. 非阻塞式IO

顧名思義，非阻塞式IO不會(huì)使調(diào)用進(jìn)程或線程永遠(yuǎn)阻塞，具體表現(xiàn)為：如果IO操作不能完成，則立即出錯(cuò)返回，調(diào)用進(jìn)程或線程繼續(xù)向下執(zhí)行。 對(duì)于一個(gè)給定的描述符，有兩種將其指定為非阻塞式IO的方法： 調(diào)用open創(chuàng)建或打開文件時(shí)指定O_NONBLOCK標(biāo)志 對(duì)于一個(gè)已經(jīng)打開的描述符，調(diào)用fcntl改變其屬性，為其設(shè)置O_NONBLOCK標(biāo)志

#includeint fcntl(int fd, int cmd, ... /* int arg */);

將cmd設(shè)為F_SETFL，arg設(shè)為O_NONBLOCK，就可以為fd設(shè)置非阻塞標(biāo)志。