Linux的五种IO模型

在linux中，对于一次读取IO请求（不仅仅是磁盘，还有网络）的 *** 作，数据并不会直接拷贝到用户程序的用户空间缓冲区。它首先会被拷贝到 *** 作系统的内核空间，然后才会从 *** 作系统内核的缓冲区拷贝到用户空间的缓冲区。

大概是这个样子。

从图中可以看见，这是分四步进行的，而这四步里面有些细节，就有了这5种IO模型

前四种为同步IO，后一种为异步IO，什么是同步异步可以看看我之前写的 同步与异步，阻塞与非阻塞 。

应用进程发起系统调用后就阻塞了，直到内核buffer拷贝到用户buffer，发出成功提示后才继续执行。

适用场景：并发量小的要及时响应的网络应用开发，JavaBIO。

优点：易于开发，不消耗CPU资源（线程阻塞），及时响应。

缺点：不适用与并发量大的网络应用开发，一个请求一个线程，系统开销大。

应用进程发起系统调用，内核立马返回一个自己当前的缓冲区的状态（错误或者说成功），假如

为错误则隔段时间再系统调用（轮询），直到返回成功为止。另外再说一点，有人说轮询之间可以设置一个时间，例如每几秒执行一次，然后在这段期间程序可以干自己的事情。（这个我不清楚是不是，虽然理论上可以实现，但是我觉得第一种与第二种的区别应该强调的是是否放弃CPU，第二种有点CAS+轮询这种轻量级锁的感觉，第一种就是那种重量级锁的感觉）。

适用场景：并发量小且不用技术响应的网络应用开发

优点：易于开发，可以在轮询的间断期间继续执行程序。

缺点：不适用与并发量大的网络应用开发，一个请求一个线程，系统开销大。消耗CPU资源（轮询），不及时响应。

将多个IO注册到一个复用器上（select，poll，epoll），然后一个进程监视所有注册进来的IO。

进程阻塞在select上，而不是真正阻塞在IO系统调用上。当其中任意一个注册的IO的内核缓冲区有了数据，select就会返回（告诉程序内核态缓存有数据了），然后用户进程再发起调用，数据就从内核态buffer转到用态buffer（这段期间也是要阻塞的）。

适用场景：并发量大且对响应要求较为高的网络应用开发，JavaNIO

优点：将阻塞从多个进程转移到了一个select调用身上，假如并发量大的话select调用是不易被阻塞的，或者说阻塞时间短的。

缺点：不易开发，实现难度大，当并发量小的时候还不如同步阻塞模型。

应用程序向内核注册一个信号处理程序，然后立即返回，当数据准备好了以后（数据到了内核buffer），内核个应用进程一个信号，然后应用进程通过信号处理程序发起系统调用，然后阻塞直达数据从内核buffer复制到用户buffer。

优点：将阻塞从多个进程转移到了一个select调用身上，假如并发量大的话select调用是不易被阻塞的，或者说阻塞时间短的。

缺点：不易开发，实现难度大。

以上四个IO模型都可以看出来，到最后用户进程都要在数据从内核buffer复制到用户buffer时阻塞，直到内核告诉进程准备成功。这就是同步进程，就是发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回或继续执行后续 *** 作。

就是发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回或继续执行后续 *** 作

这个就是直到数据copy完成到用户buffer才通知。

应用场景：Java AIO，适合高性能高并发应用。

优点：不阻塞，减少了线程切换，

缺点：难以实现，要 *** 作系统支持。

ps命令的-o参数，是说明用户自定义格式。比如-o pid= -o cmd= 就是让ps命令分别显示进程的pid和相应的命令和详细参数，这样ps命令就不会像默认的那样显示很多其他内容了，而只显示你关心的部分。如下图所示：

尽管在Linux系统中一切都是文件，但是每个文件的类型不尽相同，因此Linux系统使用了不同的字符来加以区分，常见的字符如下所示。

-：普通文件。

d：目录文件。

l：链接文件。

b：块设备文件。

c：字符设备文件。

p：管道文件。

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