java thread : IO模型

 

IO复用：select和poll函数

 

IO复用：

参考多路复用模型，各个信道类比是各个描述字()，高速信道即select函数

  如果一个或多个IO条件满足(例如：输入已准备好被读，或者描述字可以进行输出时)，我们就被通知到。这个能力被称为IO复用，是由select poll支持的。

 

多路复用模型：

首先，各个低速信道的信号通过多路复用器（MUX，多工器）组合成一路可以在高速信道传输的信号。在这个信号通过高速信道到达接收端之后，再由分路器（DEMUX，解多工器）将高速信道传输的信号转换成多个低速信道的信号，并且转发给对应的低速信道。[2]

 

 

IO模型：

阻塞IO

非阻塞IO

IO复用(select poll)

信号驱动IO(SIGIO)

异步IO(Posix.1的aio_系列函数)

 

一个输入操作一般有2个不同的阶段：

1 等待数据准备好

2 从内核到进程拷贝数据

 

阻塞IO模型

 

 

recvfrom = receive from = 真正的IO操作 = 系统调用

进程调用recvfrom，此系统调用直到数据报到达且拷贝到应用缓冲区或出错才返回 . 最常见的错误是系统调用被信号中断。

  这里进程的阻塞时间是指从调用recvfrom开始到它返回的这段时间,当进程返回成功指示时，应用进程开始处理数据。

(活动)阻塞：即进程不占用CPU，不再运行下去，但内存状态保留

 

 

非阻塞IO模型

这种模型只是偶尔才遇到，一般只有专门提供某种功能的系统中才有。

应用程序不断地调用recvfrom,请求内核来看看某种操作是否准备好，这对CPU时间是极大的浪费.

 

 

 

IO复用模型

有了IO复用，就可以调用select或poll，在这2个系统调用中的某一个上阻塞，而不是阻塞于真正的IO系统调用. (即select包含有一个阻塞的队列)

Select的好处是：一个select可以同时处理多个描述字，而不是一个一个的等待。

(即：select是一个 阻塞队列的Manager)

 

 

 

信号驱动IO模型

信号驱动IO：让kernel 在描述字准备好的时候用SIGIO通知我们

 

 

当数据报准备好被读时，就为该进程生成一个SIGIO信号。然后随即可以在信号处理程序中调用recvfrom来读取数据报。（PS：此时recvfrom还是会阻塞，因为需要从内核内存中拷贝数据到应用程序的缓存区）

 

异步IO模型

 

这种模型与信号驱动模型的主要区别在于：信号驱动IO是由内核通知程序何时可以启动一个IO操作，而异步IO模型是由内核通知我们IO操作何时完成.

 异步IO的信号是直到数据已拷贝到应用缓冲区才产生的，这一点于信号驱动IO模型不同。

 

PS： 信号驱动，都是需要中断 支持的

 

 

各种IO模型的比较：

一个输入操作一般有2个不同的阶段：

1 等待数据准备好

2 从内核到进程拷贝数据

 

前4种模型的主要区别是第一阶段， 后2种模型的主要区别是第