什么是“同步IO”和“异步IO”?

什么是“同步IO”和“异步IO”?,第1张

同步IO在同一时刻只允许一个IO *** 作,也就是说对于同一个文件句柄的IO *** 作是序列化的,即使使用两个线程也不能同时对同一个文件句柄同时发出读写 *** 作。重叠IO允许一个或多个线程同时发出IO请求。

异步IO的概念和同步IO相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后,通过状态、通知和回调来通知调用者。在一个CPU密集型的应用中,有一些需要处理的数据可能放在磁盘上。预先知道这些数 据的位置,所以预先发起异步IO读请求。等到真正需要用到这些数据的时候,再等待异步IO完成。使用了异步IO,在发起IO请求到实际使用数据这段时间 内,程序还可以继续做其他事情。

IO模型

这里统一使用Linux下的系统调用recv作为例子,它用于从套接字上接收一个消息,因为是一个系统调用,所以调用时会从用户进程空间切换到内核空间运行一段时间再切换回来。默认情况下recv会等到网络数据到达并且复制到用户进程空间或者发生错误时返回,而第4个参数flags可以让它马上返回。

阻塞IO模型

使用recv的默认参数一直等数据直到拷贝到用户空间,这段时间内进程始终阻塞。A同学用杯子装水,打开水龙头装满水然后离开。这一过程就可以看成是使用了阻塞IO模型,因为如果水龙头没有水,他也要等到有水并装满杯子才能离开去做别的事情。很显然,这种IO模型是同步的。

异步IO模型

调用aio_read,让内核等数据准备好,并且复制到用户进程空间后执行事先指定好的函数。E同学让舍管阿姨将杯子装满水后通知他。整个过程E同学都可以做别的事情(没有recv),这才是真正的异步IO。

找了一段,大致涉及到了您的问题:

一、socket的模式

socket一般有两种模式:同步和异步(windows网络编程技术中也可叫锁定和非锁定,Linux网络编程叫阻塞和非阻塞)。

二、socket的类型

socket一般有三种类型,基于TCP的流式套接字,基于UDP的数据报套接字和原始套接字。

三、socket的IO模型

socket

的IO模型是编程中使用socket两种模式的策略,它们适用的场合不同,在不同的 *** 作系统上支持的模型也不同,例如windows从NT版本才开始支持

完成端口模型。Linux和Windows所支持的模型也有区别,当然也有相同的地方,可能叫法不一样,但大致思路是一样的,下面分别介绍windows

和Linux的IO模型

1、 Windows下的套接字IO模型:

A、 Select(选择)模型

用于同步socket的状态检测模型,又叫(Linux)多路复用,可以同时检测多个socket的状态

B、 WSAAsyncSelect(异步选择)模型

用于异步socket的异步事件设置,它是基于Windows消息的模型,必须先打开一个窗口,然后把窗口和socket的消息绑定,这样,在socket有消息通知时, *** 作系统便通知窗口,然后在窗口进行处理。

C、 WSAEventSelect(异步事件)模型

于异步socket的异步事件,它是基于网络事件的模型,先使用CreateEvent创建一个事件,然后使用WSAEventSelect进行事件绑

定,然后可以使用WaitForMultipleObject(Event)进行事件监听,可以同时监听多个事件,不光是socket的,比如可以监听使

用CreateWaitableTimer创建的Timer等。

D、 重叠IO模型

于异步socket,在创建socket时需要在创建函数WSASocket中使用WSA_FLAG_OVERLAPPED标志,然后在投递IO请求的时

候将一个Overlapped结构体指针赋给投递函数,可以使用WSAWaitForMultipleObject来监听事件,然后使用

WSAGetOverlappedResult来获取IO的状态,也可以在Overlapped结构体中使用完成例程来处理,即在投递函数中把完成例程赋

给投递函数。

E、 完成端口模型

是迄今为止最复杂的一种IO模型,当应用程序需要管理众多的套接字并且希望随着系统内安装的CPU数目的增多,应用程序的性能也可以线性增加,就可以使用

这种模型,它的原理是每个CPU可以单独负责一个线程的执行,避免线程的频繁切换。使用这种模型往往可以达到最佳的系统性能。

先需要使用CreateIOCompletePort来创建完成端口,然后将IO句柄和此端口绑定,绑定也是使用此函数,当然也可以一次完成。接着是创建

工作者线程,工作者线程会使用GetQueuedCompletionStatus进入完成端口维护的线程池,当有完成事件时,会激活一个线程。

2、 Linux下的IO模型

A、阻塞IO

B、非阻塞IO

C、IO多路复用(选择)

D、信号驱动

用于异步socket,首先设定信号处理函数,然后使用fcntl函数设定socket的拥有者,像windows下使用WSAAsncSelect设定socket的窗口一样。使用这种模型,当内核 *** 作可以被 *** 作的时候通知我们的应用程序

E、异步IO

当内核在所有 *** 作完成后才会通知应用程序

四、socket的一些使用上的优化

A、缓冲区的优化,可以考虑让应用程序使用比较小的缓冲区,但同时使用多个WSARecv

B、使用socket选项SO_SNDBUF和SO_RCVBUF设置socket缓冲区大小,如果设为0, *** 作体系统会使用应用程序的缓冲区,这样避免了从系统缓冲区向用户区复制的开销

五、注意这些IO模型有些不光是针对socket的,其他的IO *** 作也可以使用,最常用使用的是WriteFile,ReadFile等函数。

其它查考网址:

http://blog.163.com/tianle_han/blog/static/6617826200821522743948/

http://blog.csdn.net/yibulianhua/article/details/5374317

可以用WINDOWS完成端口(等同于Linux下的epoll模型)来实现你的需求,以下是简介: Win32重叠I/O(Overlapped I/O)机制允许发起一个 *** 作,然后在 *** 作完成之后接受到信息。对于那种需要很长时间才能完成的 *** 作来说,重叠IO机制尤其有用,因为发起重叠


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/7241243.html

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