Unix5中IO模型的图解分析和比较

 Unix下共有五种I/O模型

阻塞I/O

非阻塞I/O

I/O复用（select和poll）

信号驱动I/O（SIGIO）

异步I/O（Posix.1的aio_系列函数）

 

 

 

 

 

b.阻塞I/O模型
应用程序调用一个IO函数，导致应用程序阻塞，等待数据准备好。
如果数据没有准备好，一直等待。。。。
数据准备好了，从内核拷贝到用户空间
IO函数返回成功指示

 

 

c.非阻塞I/O模型
我们把一个套接口设置为非阻塞就是告诉内核，当所请求的I/O操作无法完成时，不要将进程睡眠，而是返回一个错误。这样我们的I/O操作函数将不断的测试数据是否已经准备好，如果没有准备好，继续测试，直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中，会大量的占用CPU的时间。

 

 

 

d. I/O复用模型
I/O复用模型会用到select或者poll函数，这两个函数也会使进程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，这两个函数可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作，多个写操作的I/O函数进行检测，直到有数据可读或可写时，才真正调用I/O操作函数。

 

 

 
 

e.信号驱动I/O模型
首先我们允许套接口进行信号驱动I/O,并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。

 

 

f.异步I/O模型
调用aio_read函数，告诉内核描述字，缓冲区指针，缓冲区大小，文件偏移以及通知的方式，然后立即返回。当内核将数据拷贝到缓冲区后，再通知应用程序。

 

 

 

2.几种I/O模型的比较
前四种模型的区别是第一阶段基本相同，第二阶段基本相同，都是将数据从内核拷贝到调用者的缓冲区。而异步I/O的两个阶段都不同于前四个模型。

 

3.同步I/O和异步I/O
a.同步I/O操作引起请求进程阻塞，直到I/O操作完成。
异步I/O操作不引起请求进程阻塞。
b.我们的前四个模型都是同步I/O，只有最后一个异步I/O模型是异步I/O。