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概念理解
在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程時(shí)，我們常常見到同步(Sync)/異步(Async)，阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四種調(diào)用方式：

同步/異步主要針對(duì)C端:

同步：
所謂同步，就是在c端發(fā)出一個(gè)功能調(diào)用時(shí)，在沒(méi)有得到結(jié)果之前，該調(diào)用就不返回。也就是必須一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事。

例如普通B/S模式（同步）：提交請(qǐng)求->等待服務(wù)器處理->處理完畢返回 這個(gè)期間客戶端瀏覽器不能干任何事

異步：
異步的概念和同步相對(duì)。當(dāng)c端一個(gè)異步過(guò)程調(diào)用發(fā)出后，調(diào)用者不能立刻得到結(jié)果。實(shí)際處理這個(gè)調(diào)用的部件在完成后，通過(guò)狀態(tài)、通知和回調(diào)來(lái)通知調(diào)用者。

例如 ajax請(qǐng)求（異步）: 請(qǐng)求通過(guò)事件觸發(fā)->服務(wù)器處理（這是瀏覽器仍然可以作其他事情）->處理完畢

阻塞/非阻塞主要針對(duì)S端:
阻塞
阻塞調(diào)用是指調(diào)用結(jié)果返回之前，當(dāng)前線程會(huì)被掛起（線程進(jìn)入非可執(zhí)行狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)下，cpu不會(huì)給線程分配時(shí)間片，即線程暫停運(yùn)行）。函數(shù)只有在得到結(jié)果之后才會(huì)返回。

有人也許會(huì)把阻塞調(diào)用和同步調(diào)用等同起來(lái)，實(shí)際上他是不同的。對(duì)于同步調(diào)用來(lái)說(shuō)，很多時(shí)候當(dāng)前線程還是激活的，只是從邏輯上當(dāng)前函數(shù)沒(méi)有返回而已。 例如，我們?cè)趕ocket中調(diào)用recv函數(shù)，如果緩沖區(qū)中沒(méi)有數(shù)據(jù)，這個(gè)函數(shù)就會(huì)一直等待，直到有數(shù)據(jù)才返回。而此時(shí)，當(dāng)前線程還會(huì)繼續(xù)處理各種各樣的消息。

快遞的例子：比如你某個(gè)時(shí)候到A樓一層（假如是內(nèi)核緩沖區(qū)）取快遞，但是你不知道快遞什么時(shí)候過(guò)來(lái)，你又不能干別的事，只能死等著。但你可以睡覺（進(jìn)程處于休眠狀態(tài)），因?yàn)槟阒揽爝f把貨送來(lái)時(shí)一定會(huì)給你打個(gè)電話（假定一定能叫醒你）。

非阻塞
非阻塞和阻塞的概念相對(duì)應(yīng)，指在不能立刻得到結(jié)果之前，該函數(shù)不會(huì)阻塞當(dāng)前線程，而會(huì)立刻返回。

還是等快遞的例子：如果用輪詢的方法，每隔5分鐘到A樓一層(內(nèi)核緩沖區(qū)）去看快遞來(lái)了沒(méi)有。如果沒(méi)來(lái)，立即返回。而快遞來(lái)了，就放在A樓一層，等你去取。

對(duì)象的阻塞模式和阻塞函數(shù)調(diào)用
對(duì)象是否處于阻塞模式和函數(shù)是不是阻塞調(diào)用有很強(qiáng)的相關(guān)性，但是并不是一一對(duì)應(yīng)的。阻塞對(duì)象上可以有非阻塞的調(diào)用方式，我們可以通過(guò)一定的API去輪詢狀態(tài)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用阻塞函數(shù)，就可以避免阻塞。而對(duì)于非阻塞對(duì)象，調(diào)用特殊的函數(shù)也可以進(jìn)入阻塞調(diào)用。函數(shù)select就是這樣的一個(gè)例子。

1. 同步，就是我客戶端（c端調(diào)用者）調(diào)用一個(gè)功能，該功能沒(méi)有結(jié)束前，我（c端調(diào)用者）死等結(jié)果。
2. 異步，就是我（c端調(diào)用者）調(diào)用一個(gè)功能，不需要知道該功能結(jié)果，該功能有結(jié)果后通知我（c端調(diào)用者）即回調(diào)通知。
   同步/異步主要針對(duì)C端, 但是跟S端不是完全沒(méi)有關(guān)系，同步/異步機(jī)制必須S端配合才能實(shí)現(xiàn).同步/異步是由c端自己控制,但是S端是否阻塞/非阻塞, C端完全不需要關(guān)心.
3. 阻塞， 就是調(diào)用我（s端被調(diào)用者，函數(shù)），我（s端被調(diào)用者，函數(shù)）沒(méi)有接收完數(shù)據(jù)或者沒(méi)有得到結(jié)果之前，我不會(huì)返回。
4. 非阻塞， 就是調(diào)用我（s端被調(diào)用者，函數(shù)），我（s端被調(diào)用者，函數(shù)）立即返回，通過(guò)select通知調(diào)用者

同步IO和異步IO的區(qū)別就在于：數(shù)據(jù)訪問(wèn)的時(shí)候進(jìn)程是否阻塞！
阻塞IO和非阻塞IO的區(qū)別就在于：應(yīng)用程序的調(diào)用是否立即返回！

同步和異步都只針對(duì)于本機(jī)SOCKET而言的。

同步和異步,阻塞和非阻塞,有些混用,其實(shí)它們完全不是一回事,而且它們修飾的對(duì)象也不相同。
阻塞和非阻塞是指當(dāng)server端的進(jìn)程訪問(wèn)的數(shù)據(jù)如果尚未就緒,進(jìn)程是否需要等待,簡(jiǎn)單說(shuō)這相當(dāng)于函數(shù)內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)區(qū)別,也就是未就緒時(shí)是直接返回還是等待就緒;
而同步和異步是指client端訪問(wèn)數(shù)據(jù)的機(jī)制,同步一般指主動(dòng)請(qǐng)求并等待I/O操作完畢的方式,當(dāng)數(shù)據(jù)就緒后在讀寫的時(shí)候必須阻塞(區(qū)別就緒與讀寫二個(gè)階段,同步的讀寫必須阻塞),異步則指主動(dòng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)后便可以繼續(xù)處理其它任務(wù),隨后等待I/O,操作完畢的通知,這可以使進(jìn)程在數(shù)據(jù)讀寫時(shí)也不阻塞。(等待"通知")

Node.js里面的描述：

線程在執(zhí)行中如果遇到磁盤讀寫或網(wǎng)絡(luò)通信（統(tǒng)稱為I/O 操作），通常要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，這時(shí)操作系統(tǒng)會(huì)剝奪這個(gè)線程的CPU 控制權(quán)，使其暫停執(zhí)行，同時(shí)將資源讓給其他的工作線程，這種線程調(diào)度方式稱為 阻塞。當(dāng)I/O 操作完畢時(shí)，操作系統(tǒng)將這個(gè)線程的阻塞狀態(tài)解除，恢復(fù)其對(duì)CPU的控制權(quán)，令其繼續(xù)執(zhí)行。這種I/O 模式就是通常的同步式I/O（Synchronous I/O）或阻塞式I/O （Blocking I/O）。
相應(yīng)地，異步式I/O （Asynchronous I/O）或非阻塞式I/O （Non-blocking I/O）則針對(duì)所有I/O 操作不采用阻塞的策略。當(dāng)線程遇到I/O 操作時(shí)，不會(huì)以阻塞的方式等待I/O 操作的完成或數(shù)據(jù)的返回，而只是將I/O 請(qǐng)求發(fā)送給操作系統(tǒng)，繼續(xù)執(zhí)行下一條語(yǔ)句。當(dāng)操作系統(tǒng)完成I/O 操作時(shí)，以事件的形式通知執(zhí)行I/O 操作的線程，線程會(huì)在特定時(shí)候處理這個(gè)事件。為了處理異步I/O，線程必須有事件循環(huán)，不斷地檢查有沒(méi)有未處理的事件，依次予以處理。阻塞模式下，一個(gè)線程只能處理一項(xiàng)任務(wù)，要想提高吞吐量必須通過(guò)多線程。而非阻塞模式下，一個(gè)線程永遠(yuǎn)在執(zhí)行計(jì)算操作，這個(gè)線程所使用的CPU 核心利用率永遠(yuǎn)是100%，I/O 以事件的方式通知。在阻塞模式下，多線程往往能提高系統(tǒng)吞吐量，因?yàn)橐粋€(gè)線程阻塞時(shí)還有其他線程在工作，多線程可以讓CPU 資源不被阻塞中的線程浪費(fèi)。</span>而在非阻塞模式下，線程不會(huì)被I/O 阻塞，永遠(yuǎn)在利用CPU。多線程帶來(lái)的好處僅僅是在多核CPU 的情況下利用更多的核，而Node.js的單線程也能帶來(lái)同樣的好處。這就是為什么Node.js 使用了單線程、非阻塞的事件編程模式。

Linux下的五種I/O模型

1)阻塞I/O（blocking I/O）
2)非阻塞I/O （nonblocking I/O）
3)I/O復(fù)用(select 和poll) （I/O multiplexing）
4)信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O （signal driven I/O (SIGIO)）
5)異步I/O （asynchronous I/O (the POSIX aio_functions)）

前四種都是同步，只有最后一種才是異步IO。

阻塞I/O模型：
簡(jiǎn)介：進(jìn)程會(huì)一直阻塞，直到數(shù)據(jù)拷貝完成

應(yīng)用程序調(diào)用一個(gè)IO函數(shù)，導(dǎo)致應(yīng)用程序阻塞，等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。 如果數(shù)據(jù)沒(méi)有準(zhǔn)備好，一直等待….數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好了，從內(nèi)核拷貝到用戶空間,IO函數(shù)返回成功指示。

我們 第一次接觸到的網(wǎng)絡(luò)編程都是從 listen()、send()、recv()等接口開始的。使用這些接口可以很方便的構(gòu)建服務(wù)器 /客戶機(jī)的模型。

阻塞I/O模型圖：在調(diào)用recv()/recvfrom()函數(shù)時(shí)，發(fā)生在內(nèi)核中等待數(shù)據(jù)和復(fù)制數(shù)據(jù)的過(guò)程。

當(dāng)調(diào)用recv()函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)首先查是否有準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)沒(méi)有準(zhǔn)備好，那么系統(tǒng)就處于等待狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，將數(shù)據(jù)從系統(tǒng)緩沖區(qū)復(fù)制到用戶空間，然后該函數(shù)返回。在套接應(yīng)用程序中，當(dāng)調(diào)用recv()函數(shù)時(shí)，未必用戶空間就已經(jīng)存在數(shù)據(jù)，那么此時(shí)recv()函數(shù)就會(huì)處于等待狀態(tài)。

當(dāng)使用socket()函數(shù)和WSASocket()函數(shù)創(chuàng)建套接字時(shí)，默認(rèn)的套接字都是阻塞的。這意味著當(dāng)調(diào)用Windows Sockets API不能立即完成時(shí)，線程處于等待狀態(tài)，直到操作完成。

并不是所有Windows Sockets API以阻塞套接字為參數(shù)調(diào)用都會(huì)發(fā)生阻塞。例如，以阻塞模式的套接字為參數(shù)調(diào)用bind()、listen()函數(shù)時(shí)，函數(shù)會(huì)立即返回。將可能阻塞套接字的Windows Sockets API調(diào)用分為以下四種:

1．輸入操作： recv()、recvfrom()、WSARecv()和WSARecvfrom()函數(shù)。以阻塞套接字為參數(shù)調(diào)用該函數(shù)接收數(shù)據(jù)。如果此時(shí)套接字緩沖區(qū)內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)可讀，則調(diào)用線程在數(shù)據(jù)到來(lái)前一直睡眠。
2．輸出操作： send()、sendto()、WSASend()和WSASendto()函數(shù)。以阻塞套接字為參數(shù)調(diào)用該函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)。如果套接字緩沖區(qū)沒(méi)有可用空間，線程會(huì)一直睡眠，直到有空間。
3．接受連接：accept()和WSAAcept()函數(shù)。以阻塞套接字為參數(shù)調(diào)用該函數(shù)，等待接受對(duì)方的連接請(qǐng)求。如果此時(shí)沒(méi)有連接請(qǐng)求，線程就會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
4．外出連接：connect()和WSAConnect()函數(shù)。對(duì)于TCP連接，客戶端以阻塞套接字為參數(shù)，調(diào)用該函數(shù)向服務(wù)器發(fā)起連接。該函數(shù)在收到服務(wù)器的應(yīng)答前，不會(huì)返回。這意味著TCP連接總會(huì)等待至少到服務(wù)器的一次往返時(shí)間。

使用阻塞模式的套接字，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)程序比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)希望能夠立即發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，且處理的套接字?jǐn)?shù)量比較少的情況下，使用阻塞模式來(lái)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)程序比較合適。

阻塞模式套接字的不足表現(xiàn)為，在大量建立好的套接字線程之間進(jìn)行通信時(shí)比較困難。當(dāng)使用“生產(chǎn)者-消費(fèi)者”模型開發(fā)網(wǎng)絡(luò)程序時(shí)，為每個(gè)套接字都分別分配一個(gè)讀線程、一個(gè)處理數(shù)據(jù)線程和一個(gè)用于同步的事件，那么這樣無(wú)疑加大系統(tǒng)的開銷。其最大的缺點(diǎn)是當(dāng)希望同時(shí)處理大量套接字時(shí)，將無(wú)從下手，其擴(kuò)展性很差.

阻塞模式給網(wǎng)絡(luò)編程帶來(lái)了一個(gè)很大的問(wèn)題，如在調(diào)用 send()的同時(shí)，線程將被阻塞，在此期間，線程將無(wú)法執(zhí)行任何運(yùn)算或響應(yīng)任何的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。這給多客戶機(jī)、多業(yè)務(wù)邏輯的網(wǎng)絡(luò)編程帶來(lái)了挑戰(zhàn)。這時(shí)，我們可能會(huì)選擇多線程的方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

應(yīng)對(duì)多客戶機(jī)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，最簡(jiǎn)單的解決方式是在服務(wù)器端使用多線程（或多進(jìn)程）。多線程（或多進(jìn)程）的目的是讓每個(gè)連接都擁有獨(dú)立的線程（或進(jìn)程），這樣任何一個(gè)連接的阻塞都不會(huì)影響其他的連接。

具體使用多進(jìn)程還是多線程，并沒(méi)有一個(gè)特定的模式。傳統(tǒng)意義上，進(jìn)程的開銷要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線程，所以，如果需要同時(shí)為較多的客戶機(jī)提供服務(wù)，則不推薦使用多進(jìn)程；如果單個(gè)服務(wù)執(zhí)行體需要消耗較多的 CPU 資源，譬如需要進(jìn)行大規(guī)模或長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)運(yùn)算或文件訪問(wèn)，則進(jìn)程較為安全。通常，使用 pthread_create () 創(chuàng)建新線程，fork() 創(chuàng)建新進(jìn)程。

多線程/進(jìn)程服務(wù)器同時(shí)為多個(gè)客戶機(jī)提供應(yīng)答服務(wù)。模型如下：
圖片待補(bǔ)。。。。。

主線程持續(xù)等待客戶端的連接請(qǐng)求，如果有連接，則創(chuàng)建新線程，并在新線程中提供為前例同樣的問(wèn)答服務(wù)。

上述多線程的服務(wù)器模型似乎完美的解決了為多個(gè)客戶機(jī)提供問(wèn)答服務(wù)的要求，但其實(shí)并不盡然。如果要同時(shí)響應(yīng)成百上千路的連接請(qǐng)求，則無(wú)論多線程還是多進(jìn)程都會(huì)嚴(yán)重占據(jù)系統(tǒng)資源，降低系統(tǒng)對(duì)外界響應(yīng)效率，而線程與進(jìn)程本身也更容易進(jìn)入假死狀態(tài)。

由此可能會(huì)考慮使用“線程池”或“連接池”。“線程池”旨在減少創(chuàng)建和銷毀線程的頻率，其維持一定合理數(shù)量的線程，并讓空閑的線程重新承擔(dān)新的執(zhí)行任務(wù)。“連接池”維持連接的緩存池，盡量重用已有的連接、減少創(chuàng)建和關(guān)閉連接的頻率。這兩種技術(shù)都可以很好的降低系統(tǒng)開銷，都被廣泛應(yīng)用很多大型系統(tǒng)，如apache，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)等。

但是，“線程池”和“連接池”技術(shù)也只是在一定程度上緩解了頻繁調(diào)用 IO 接口帶來(lái)的資源占用。而且，所謂“池”始終有其上限，當(dāng)請(qǐng)求大大超過(guò)上限時(shí)，“池”構(gòu)成的系統(tǒng)對(duì)外界的響應(yīng)并不比沒(méi)有池的時(shí)候效果好多少。所以使用“池”必須考慮其面臨的響應(yīng)規(guī)模，并根據(jù)響應(yīng)規(guī)模調(diào)整“池”的大小。

對(duì)應(yīng)上例中的所面臨的可能同時(shí)出現(xiàn)的上千甚至上萬(wàn)次的客戶端請(qǐng)求，“線程池”或“連接池”或許可以緩解部分壓力，但是不能解決所有問(wèn)題。

非阻塞IO模型 ：

簡(jiǎn)介：非阻塞IO通過(guò)進(jìn)程反復(fù)調(diào)用IO函數(shù)（多次系統(tǒng)調(diào)用，并馬上返回）；在數(shù)據(jù)拷貝的過(guò)程中，進(jìn)程是阻塞的；

我們把一個(gè)SOCKET接口設(shè)置為非阻塞就是告訴內(nèi)核，當(dāng)所請(qǐng)求的I/O操作無(wú)法完成時(shí)，不要將進(jìn)程睡眠，而是返回一個(gè)錯(cuò)誤。這樣我們的I/O操作函數(shù)將不斷的測(cè)試數(shù)據(jù)是否已經(jīng)準(zhǔn)備好，如果沒(méi)有準(zhǔn)備好，繼續(xù)測(cè)試，直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好為止。在這個(gè)不斷測(cè)試的過(guò)程中，會(huì)大量的占用CPU的時(shí)間。

把SOCKET設(shè)置為非阻塞模式，即通知系統(tǒng)內(nèi)核：在調(diào)用Windows Sockets API時(shí)，不要讓線程睡眠，而應(yīng)該讓函數(shù)立即返回。在返回時(shí)，該函數(shù)返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。圖所示，一個(gè)非阻塞模式套接字多次調(diào)用recv()函數(shù)的過(guò)程。前三次調(diào)用recv()函數(shù)時(shí)，內(nèi)核數(shù)據(jù)還沒(méi)有準(zhǔn)備好。因此，該函數(shù)立即返回WSAEWOULDBLOCK錯(cuò)誤代碼。第四次調(diào)用recv()函數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，被復(fù)制到應(yīng)用程序的緩沖區(qū)中，recv()函數(shù)返回成功指示，應(yīng)用程序開始處理數(shù)據(jù)。

當(dāng)使用socket()函數(shù)和WSASocket()函數(shù)創(chuàng)建套接字時(shí)，默認(rèn)都是阻塞的。在創(chuàng)建套接字之后，通過(guò)調(diào)用ioctlsocket()函數(shù)，將該套接字設(shè)置為非阻塞模式。Linux下的函數(shù)是:fcntl().

套接字設(shè)置為非阻塞模式后，在調(diào)用Windows Sockets API函數(shù)時(shí)，調(diào)用函數(shù)會(huì)立即返回。大多數(shù)情況下，這些函數(shù)調(diào)用都會(huì)調(diào)用“失敗”，并返回WSAEWOULDBLOCK錯(cuò)誤代碼。說(shuō)明請(qǐng)求的操作在調(diào)用期間內(nèi)沒(méi)有時(shí)間完成。通常，應(yīng)用程序需要重復(fù)調(diào)用該函數(shù)，直到獲得成功返回代碼。

需要說(shuō)明的是并非所有的Windows Sockets API在非阻塞模式下調(diào)用，都會(huì)返回WSAEWOULDBLOCK錯(cuò)誤。例如，以非阻塞模式的套接字為參數(shù)調(diào)用bind()函數(shù)時(shí)，就不會(huì)返回該錯(cuò)誤代碼。當(dāng)然，在調(diào)用WSAStartup()函數(shù)時(shí)更不會(huì)返回該錯(cuò)誤代碼，因?yàn)樵摵瘮?shù)是應(yīng)用程序第一調(diào)用的函數(shù)，當(dāng)然不會(huì)返回這樣的錯(cuò)誤代碼。

要將套接字設(shè)置為非阻塞模式，除了使用ioctlsocket()函數(shù)之外，還可以使用WSAAsyncselect()和WSAEventselect()函數(shù)。當(dāng)調(diào)用該函數(shù)時(shí)，套接字會(huì)自動(dòng)地設(shè)置為非阻塞方式。

由于使用非阻塞套接字在調(diào)用函數(shù)時(shí)，會(huì)經(jīng)常返回WSAEWOULDBLOCK錯(cuò)誤。所以在任何時(shí)候，都應(yīng)仔細(xì)檢查返回代碼并作好對(duì)“失敗”的準(zhǔn)備。應(yīng)用程序連續(xù)不斷地調(diào)用這個(gè)函數(shù)，直到它返回成功指示為止。上面的程序清單中，在While循環(huán)體內(nèi)不斷地調(diào)用recv()函數(shù)，以讀入1024個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。這種做法很浪費(fèi)系統(tǒng)資源。

要完成這樣的操作，有人使用MSG_PEEK標(biāo)志調(diào)用recv()函數(shù)查看緩沖區(qū)中是否有數(shù)據(jù)可讀。同樣，這種方法也不好。因?yàn)樵撟龇▽?duì)系統(tǒng)造成的開銷是很大的，并且應(yīng)用程序至少要調(diào)用recv()函數(shù)兩次，才能實(shí)際地讀入數(shù)據(jù)。較好的做法是，使用套接字的“I/O模型”來(lái)判斷非阻塞套接字是否可讀可寫。

非阻塞模式套接字與阻塞模式套接字相比，不容易使用。使用非阻塞模式套接字，需要編寫更多的代碼，以便在每個(gè)Windows Sockets API函數(shù)調(diào)用中，對(duì)收到的WSAEWOULDBLOCK錯(cuò)誤進(jìn)行處理。因此，非阻塞套接字便顯得有些難于使用。

但是，非阻塞套接字在控制建立的多個(gè)連接，在數(shù)據(jù)的收發(fā)量不均，時(shí)間不定時(shí)，明顯具有優(yōu)勢(shì)。這種套接字在使用上存在一定難度，但只要排除了這些困難，它在功能上還是非常強(qiáng)大的。通常情況下，可考慮使用套接字的“I/O模型”，它有助于應(yīng)用程序通過(guò)異步方式，同時(shí)對(duì)一個(gè)或多個(gè)套接字的通信加以管理。

IO復(fù)用模型：

簡(jiǎn)介：主要是select和epoll；對(duì)一個(gè)IO端口，兩次調(diào)用，兩次返回，比阻塞IO并沒(méi)有什么優(yōu)越性；關(guān)鍵是能實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)IO端口進(jìn)行監(jiān)聽；

I/O復(fù)用模型會(huì)用到select、poll、epoll函數(shù)，這幾個(gè)函數(shù)也會(huì)使進(jìn)程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，這兩個(gè)函數(shù)可以同時(shí)阻塞多個(gè)I/O操作。而且可以同時(shí)對(duì)多個(gè)讀操作，多個(gè)寫操作的I/O函數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，直到有數(shù)據(jù)可讀或可寫時(shí)，才真正調(diào)用I/O操作函數(shù)。

信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO

簡(jiǎn)介：兩次調(diào)用，兩次返回；

首先我們?cè)试S套接口進(jìn)行信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O,并安裝一個(gè)信號(hào)處理函數(shù)，進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行并不阻塞。當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好時(shí)，進(jìn)程會(huì)收到一個(gè)SIGIO信號(hào)，可以在信號(hào)處理函數(shù)中調(diào)用I/O操作函數(shù)處理數(shù)據(jù)。

異步IO模型

簡(jiǎn)介：數(shù)據(jù)拷貝的時(shí)候進(jìn)程無(wú)需阻塞。

當(dāng)一個(gè)異步過(guò)程調(diào)用發(fā)出后，調(diào)用者不能立刻得到結(jié)果。實(shí)際處理這個(gè)調(diào)用的部件在完成后，通過(guò)狀態(tài)、通知和回調(diào)來(lái)通知調(diào)用者的輸入輸出操作

圖片待補(bǔ)...............................

同步IO引起進(jìn)程阻塞，直至IO操作完成。
異步IO不會(huì)引起進(jìn)程阻塞。
IO復(fù)用是先通過(guò)select調(diào)用阻塞。

5個(gè)I/O模型的比較：

3. select、poll、epoll簡(jiǎn)介

select原型說(shuō)明

epoll模型

epoll跟select都能提供多路I/O復(fù)用的解決方案。在現(xiàn)在的Linux內(nèi)核里有都能夠支持，其中epoll是Linux所特有，而select則應(yīng)該是POSIX所規(guī)定，一般操作系統(tǒng)均有實(shí)現(xiàn)

select：

select本質(zhì)上是通過(guò)設(shè)置或者檢查存放fd標(biāo)志位的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行下一步處理。這樣所帶來(lái)的缺點(diǎn)是：

1、 單個(gè)進(jìn)程可監(jiān)視的fd數(shù)量被限制，即能監(jiān)聽端口的大小有限。
一般來(lái)說(shuō)這個(gè)數(shù)目和系統(tǒng)內(nèi)存關(guān)系很大，具體數(shù)目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看。32位機(jī)默認(rèn)是1024個(gè)。64位機(jī)默認(rèn)是2048.
2、 對(duì)socket進(jìn)行掃描時(shí)是線性掃描，即采用輪詢的方法，效率較低：
當(dāng)套接字比較多的時(shí)候，每次select()都要通過(guò)遍歷FD_SETSIZE個(gè)Socket來(lái)完成調(diào)度,不管哪個(gè)Socket是活躍的,都遍歷一遍。這會(huì)浪費(fèi)很多CPU時(shí)間。如果能給套接字注冊(cè)某個(gè)回調(diào)函數(shù)，當(dāng)他們活躍時(shí)，自動(dòng)完成相關(guān)操作，那就避免了輪詢，這正是epoll與kqueue做的。
3、需要維護(hù)一個(gè)用來(lái)存放大量fd的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這樣會(huì)使得用戶空間和內(nèi)核空間在傳遞該結(jié)構(gòu)時(shí)復(fù)制開銷大

poll：
poll本質(zhì)上和select沒(méi)有區(qū)別，它將用戶傳入的數(shù)組拷貝到內(nèi)核空間，然后查詢每個(gè)fd對(duì)應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)，如果設(shè)備就緒則在設(shè)備等待隊(duì)列中加入一項(xiàng)并繼續(xù)遍歷，如果遍歷完所有fd后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)就緒設(shè)備，則掛起當(dāng)前進(jìn)程，直到設(shè)備就緒或者主動(dòng)超時(shí)，被喚醒后它又要再次遍歷fd。這個(gè)過(guò)程經(jīng)歷了多次無(wú)謂的遍歷。

它沒(méi)有最大連接數(shù)的限制，原因是它是基于鏈表來(lái)存儲(chǔ)的，但是同樣有一個(gè)缺點(diǎn)：

1、大量的fd的數(shù)組被整體復(fù)制于用戶態(tài)和內(nèi)核地址空間之間，而不管這樣的復(fù)制是不是有意義。
2、poll還有一個(gè)特點(diǎn)是“水平觸發(fā)”，如果報(bào)告了fd后，沒(méi)有被處理，那么下次poll時(shí)會(huì)再次報(bào)告該fd。

epoll:

epoll支持水平觸發(fā)和邊緣觸發(fā)，最大的特點(diǎn)在于邊緣觸發(fā)，它只告訴進(jìn)程哪些fd剛剛變?yōu)榫托钁B(tài)，并且只會(huì)通知一次。還有一個(gè)特點(diǎn)是，epoll使用“事件”的就緒通知方式，通過(guò)epoll_ctl注冊(cè)fd，一旦該fd就緒，內(nèi)核就會(huì)采用類似callback的回調(diào)機(jī)制來(lái)激活該fd，epoll_wait便可以收到通知

epoll的優(yōu)點(diǎn)：

1、沒(méi)有最大并發(fā)連接的限制，能打開的FD的上限遠(yuǎn)大于1024（1G的內(nèi)存上能監(jiān)聽約10萬(wàn)個(gè)端口）；
2、效率提升，不是輪詢的方式，不會(huì)隨著FD數(shù)目的增加效率下降。只有活躍可用的FD才會(huì)調(diào)用callback函數(shù)； 即Epoll最大的優(yōu)點(diǎn)就在于它只管你“活躍”的連接，而跟連接總數(shù)無(wú)關(guān)，因此在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Epoll的效率就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于select和poll。
3、 內(nèi)存拷貝，利用mmap()文件映射內(nèi)存加速與內(nèi)核空間的消息傳遞；即epoll使用mmap減少?gòu)?fù)制開銷。

select、poll、epoll 區(qū)別總結(jié)：

1、支持一個(gè)進(jìn)程所能打開的最大連接數(shù)

2、FD劇增后帶來(lái)的IO效率問(wèn)題

3、 消息傳遞方式

總結(jié)：

綜上，在選擇select，poll，epoll時(shí)要根據(jù)具體的使用場(chǎng)合以及這三種方式的自身特點(diǎn)。

1、表面上看epoll的性能最好，但是在連接數(shù)少并且連接都十分活躍的情況下，select和poll的性能可能比epoll好，畢竟epoll的通知機(jī)制需要很多函數(shù)回調(diào)。
2、select低效是因?yàn)槊看嗡夹枰喸儭５托б彩窍鄬?duì)的，視情況而定，也可通過(guò)良好的設(shè)計(jì)改善

同步/異步與阻塞/非阻塞經(jīng)常看到是成對(duì)出現(xiàn)：
同步阻塞,異步非阻塞,同步非阻塞

參考資料
socket阻塞與非阻塞，同步與異步、I/O模型 - huangguisu](http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7453390)