初识三峡真面目作文 初识scratch软件

前言：

在之前的讲解中，我们已经完成了网络基本原理的介绍。整个过程围绕TCP/IP四层协议展开，详细讲述了应用层、传输层、网络层以及数据传输层的相关内容。至于一些小主题，比如ARP欺骗、HTTP协议的工作机制、cookie与session等细节，我们将在后续进行补充说明。

从本文开始，我们将重点转向IO相关的问题。最终通过了解不同的IO模型，逐步引出多路复用的核心概念，并深入讲解select、poll和epoll的实现方式，还会单独介绍Reactor模式。至此，关于网络的基本知识识也将告一段落。

话不多说，我们直接进入对五种IO模型的解析。五种IO模型什么是IO？

提到IO这个话题，其实它贯穿了我们学习编程的各个阶段。从C语言中的printf和scanf函数，到文件操作中的读写，再到Linu x系统中的文件通讯概念，甚至在网络通信中也间隙使用文件封装，这些都体现了IO在编程中的重要地位。

那么问题就来了，虽然我们一直将IO理解为输入输出，但其背后的过程不止远。所以以scanf为例，当程序运行到该函数时会出现阻塞状态，直到用户输入数据这说明IO过程中一个“等待”的阶段。

实际上，完整的IO操作包含两个核心部分：等待和拷贝。一方面，只有当数据准备就绪（例如用户输入），系统才会将其从内核蜡烛复制到应用程序的蜡烛中。

目前我们所接触到的基本上都是阻塞I O，当然也存在其他类型的IO模型，我们将在下面中逐一介绍。值得一提的是，在MySQL索引优化中提到的“减少IO次数”就是为了效率，而高效的IO通过降低“等待”在整个IO过程中的图表中可以实现的。IO模型详细解

为了理解帮助，我们借助钓鱼的场景来类比五种IO模型：张三拿着一根辫子鱼竿坐在池边，眼睛只追着这一根鱼竿，鱼没上钩他就什么都不做——这是阻塞IO。李四也拿着一根辫子鱼竿，但他并没有一直追着，但隔段时间回来查看一次——这就是非阻塞轮询IO。王五给鱼竿绑了个铃铛，一旦有鱼咬钩就会收到提示——类似于信号驱动IO。赵六带卡车一根的鱼竿，同时监控多个鱼竿的状态，逐个检查是否有鱼上钩——IO多路复用模型。田七则则更聪明，他雇了一个助手专门负责钓鱼，自己专心干其他的事情——这代表的是异步IO模型。

我们接下来就具体对应看各模型的实际启示。1. 阻塞IO（Blocking IO）

这是我们最熟悉的IO方式。像read()登录后复制登录后复制、recvfrom()登录后复制、scanf()登录后复制等函数默认都是调用。如果当前没有可用数据，程序会一直等待直到数据到达。若强行设置非为阻塞模式但未准备好数据，返回错误码11（EAGAIN/EWOULDBLOCK）。

2. 阻塞非IO（Non-blocking IO）

顾名思义，该模型不会让进程长时间浪费挂起。但它需要不断尝试读写操作（即轮询），因此可能会大量CPU资源。适用于特定的高轮场景。

3. 信号驱动IO（Signal-driven IO）

通过注册信号处理函数（如SIGIO），当数据就绪时由内核主动通知应用程序。

这种方式避免了持续轮询，但仍然属于同步IO全局。

4. IO多路复用（I/O Multiplexing）

本质上是阻塞IO的一种扩展形式，允许单个线程同时监听多个文件转发。典型的实现包括select()登录后复制、poll()登录后复制和epoll()登录后复制，它们能够有效减少等待时间，是高性能服务器常用技术。

5. 异步IO（异步IO）

真正意义上的非阻塞IO。应用程序发起请求后返回，之后由网络数据完成准备和复制工作，并通过信号回调通知应用程序。由于全程不阻塞立即主线程，因此称为异步。

在高效五种模型中，IO多路复用继承性被普遍采用，也是我们后续重点研究的方向。非阻塞IO的实现方法

如果我们希望将到底调用的IO操作改为非阻塞模式可以使用fcntl()登录后复制函数修改文件转发的状态标志位。例如：这void SetNoBlock() { int n = ：：fcntl(0， F_GETFL)； if (n lt； 0) { // 错误处理 } n |= O_NONBLOCK； fcntl(0， F_SETFL， n)；}登录后复制

此时再次调用read()登录后复制登录后复制函数，如果没有必要数据，就会立即返回-1并设置错误码为EWOULDBLOCK登录后复制或EAGAIN登录后复制，这两个宏值实际上是相同的（一11）。

以上就是关于IO模型的基本概述，作为后续深入探讨的一个铺垫。

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