网络IO模型

Unix下共有五种网络I/O模型 ：

a. 阻塞I/O：进程会一直阻塞，直到数据拷贝完成

b. 非阻塞I/O：I/O请求时加上O_NONBLOCK一类的标志位，立刻返回，I/O没有就绪会返回错误，需要请求进程主动轮询不断发I/O请求直到返回正确；在数据拷贝的过程中，进程是阻塞的

c. I/O复用（select和poll）：与非阻塞I/O本质一样，不过利用了新的select系统调用，由内核来负责本来是请求进程该做的轮询操作。比非阻塞I/O多了一个系统调用开销，并没有什么优越性，关键是能实现同时对多个I/O端口进行监听。在这种模型中，配置的是非阻塞I/O，然后使用阻塞
select系统调用来确定一个I/O描述符何时有操作。

d. 信号驱动I/O（SIGIO）：调用sigaltion系统调用，当内核中I/O数据就绪时以SIGIO信号通知请求进程，请求进程再把数据从内核读入到用户空间，这一步是阻塞的。

e. 异步I/O（Posix.1的aio_系列函数）：不会因为I/O操作阻塞，I/O操作全部完成才通知请求进程。

5个I/O模型的比较：



前4个模型都是同步I/O，只有最后1个异步I/O模型是异步I/O。

一个I/O操作其实分成了两个步骤：发起I/O请求（等待数据）和实际的I/O操作（将数据从内核拷贝到用户空间）。

同步I/O和异步I/O的区别就在于第二个步骤是否阻塞：

1）如果实际的I/O读写阻塞请求进程，那么就是同步I/O，因此阻塞IO、非阻塞IO、IO服用、信号驱动I/O都是同步I/O；

2）如果不阻塞，而是操作系统帮你做完IO操作再将结果返回给你，那么就是异步I/O。

阻塞I/O和非阻塞I/O的区别在于第一步，发起I/O请求是否会被阻塞：

1）如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞I/O；

2）如果不阻塞，那么就是非阻塞I/O。

引用UNP第一卷中对各个模型使用的例子，以了解各个模型应用场景：

不同版本的str_cli执行时间：

1）354.0秒，阻塞版本

2）12.3秒，select加阻塞I/O版本

3）6.9秒，select加非阻塞I/O版本

4）8.7秒，fork版本

5）8.5秒，线程化版本

非阻塞几乎快出select加阻塞版本一倍；fork版本比非阻塞版本稍慢，然而fork版本比非阻塞版本代码简单的多。

技术演化：阻塞->多线程阻塞（优点：阻塞时只是一个线程阻塞而不会影响其他线程工作；缺点：大量连接时线程过多，竞争资源时线程间同步复杂）->select加阻塞->select加非阻塞->异步I/O

PS：DOS（denial of service，拒绝服务攻击）解决的方法：

1）使用非阻塞I/O

2）让每个客户由单独的控制线程提供服务

3）对I/O操作设置一个超时

参考：

Unix下五种I/O模型：/article/8081719.html

使用异步 I/O 大大提高应用程序的性能：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/