多路IO复用模型和异步IO模型介绍

多路 IO 复用模型

多路 IO 复用，有时也称为事件驱动 IO。它的基本原理就是有个函数会不断地轮询所负责的所有 socket ，当某个 socket有数据到达了，就通知用户进程。IO 复用模型的流程如图：

当用户进程调用了 select ，那么整个进程会被阻塞，而同时，内核会 “监视” 所有 select 负责的 socket ，当任何一个 socket中的数据准备好了， select 就会返回。这个时候用户进程再调用 read 操作，将数据从内核拷贝到用户进程。

这个模型和阻塞 IO 的模型其实并没有太大的不同，事实上还更差一些 因为这里需要使用两个系统调用，而阻塞 IO 只调用了一个系统调用recvfrom，用 select 的优势在于它可以同时处理多个连接。

如果处理的连接数不是很高的话，使用 select/epoll Web server 定比使用多线程的阻塞 IO Web server性能更好，可能延迟还更大；select/poll 的优势并不是对于单个连接能处理得更快，而是在于能处理更多的连接。

异步 IO 模型

上面是异步 IO 模型。

用户进程发起 read 操作之后，立刻就可以开始去做其他的事；而另一方面，从内核的角度，当它收到一个异步的 read请求操作之后，首先会立刻返回，所以不会对用户进程产生任何阻塞。

然后，内核会等待数据准备完成，然后将数据拷贝到用户内存中，当这一切都完成之后，内核会给用户进程发送一个信号，返回 read 操作已完成的信息。

调用阻塞 IO 一直阻塞住对应的进程直到操作完成，而非阻塞 IO 在内核还在准备数据的情况下会立刻返回。两者的区别就在于同步 IO 进行 IO操作时会阻塞进程。

非阻塞 IO 在执行 recvfrom 这个系统调用的时候，如果内核的数据没有准备好，这时候不会阻塞进程。但是当内核中数据准备好时，recvfrom会将数据从内核拷贝到用户内存中，这个时候进程则被阻塞。

而异步 IO 则不 样，当进程发起 IO 操作之后，就直接返回，直到内核发送一个信号，告诉进程 IO
已完成，则在这整个过程中，进程完全没有被阻塞。