Linux五种IO模型

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1. io模型

linux下可用的io模型有5种，分别是：

• 阻塞式io
• 非阻塞式io
• io复用
• 信号驱动式io（sigio）
• 异步io（posix的aio_系列函数）

其中，除了异步io，其余都属于同步io模型。
在这5种模型中，我们目前只关注前3种，并且把io复用放在网络编程专题中讲，本文只简单介绍阻塞式io和非阻塞式io的概念与区别。

2. 阻塞式io

阻塞式io是linux中最基本、最常用的io模型，指的是可能会使进程永远阻塞的函数，一般表现为：

• 进程或线程调用某个函数，该函数需要满足特定条件才能向下执行
• 如果条件不满足，则会使调用进程或线程阻塞，让出cpu控制权，并一直持续到条件满足为止
• 在linux中，阻塞式io一般作为默认属性出现，如mq_receive、sem_wait、sem_post等

在默认情况下，所有的套接字都是阻塞的，我们以udp套接字为例来展示阻塞式io模型，如下图所示。

进程调用recvfrom接收数据，但由于内核还未准备好，进程就会阻塞；直到内核准备好数据，recvfrom完成数据复制工作，进程才能解除阻塞状态。

3. 非阻塞式io

顾名思义，非阻塞式io不会使调用进程或线程永远阻塞，具体表现为：如果io操作不能完成，则立即出错返回，调用进程或线程继续向下执行。

对于一个给定的描述符，有两种将其指定为非阻塞式io的方法：

• 调用open创建或打开文件时指定o_nonblock标志
• 对于一个已经打开的描述符，调用fcntl改变其属性，为其设置o_nonblock标志

#include <fcntl.h>

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

将cmd设为f_setfl，arg设为o_nonblock，就可以为fd设置非阻塞标志。