<script>
    (function () {
        function setArticleH(btnReadmore, posi) {
            var winH = $(window).height();
            var articleBox = $("div.article_content");
            var artH = articleBox.height();
            if (artH > winH * posi) {
                articleBox.css({
                    'height': winH * posi + 'px',
                    'overflow': 'hidden'
                })
                btnReadmore.click(function () {
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                        if (!window.csdn.anonymousUserLimit.judgment()) {
                            window.csdn.anonymousUserLimit.Jumplogin();
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                            window.csdn.anonymousUserLimit.updata();
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        var btnReadmore = $("#btn-readmore");
        if (btnReadmore.length > 0) {
            if (currentUserName) {
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        }
    })()
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1、IO

       IO (Input/Output，輸入/輸出)即資料的讀取（接收）或寫入（傳送）操作，通常使用者程序中的一個完整IO分為兩階段：使用者程序空間<-->核心空間、核心空間<-->裝置空間（磁碟、網路等）。IO有記憶體IO、網路IO和磁碟IO三種，通常我們說的IO指的是後兩者。

       LINUX中程序無法直接操作I/O裝置，其必須通過系統呼叫請求kernel來協助完成I/O動作；核心會為每個I/O裝置維護一個緩衝區。

       對於一個輸入操作來說，程序IO系統呼叫後，核心會先看緩衝區中有沒有相應的快取資料，沒有的話再到裝置中讀取，因為裝置IO一般速度較慢，需要等待；核心緩衝區有資料則直接複製到程序空間。

       所以，對於一個網路輸入操作通常包括兩個不同階段：

（1）等待網路資料到達網絡卡→讀取到核心緩衝區，資料準備好；

（2）從核心緩衝區複製資料到程序空間。

2、5種IO模型

       《UNIX網路程式設計》說得很清楚，5種IO模型分別是阻塞IO模型、非阻塞IO模型、IO複用模型、訊號驅動的IO模型、非同步IO模型；前4種為同步IO操作，只有非同步IO模型是非同步IO操作。下面這樣些圖，是它裡面給出的例子：接收網路UDP資料的流程在IO模型下的分析，在它的基礎上再加以簡單描述，以區分這些IO模型。

2-1、阻塞IO模型

       程序發起IO系統呼叫後，程序被阻塞，轉到核心空間處理，整個IO處理完畢後返回程序。操作成功則程序獲取到資料。

1、典型應用：阻塞socket、Java BIO；

2、特點：

程序阻塞掛起不消耗CPU資源，及時響應每個操作；

實現難度低、開發應用較容易；

適用併發量小的網路應用開發；

不適用併發量大的應用：因為一個請求IO會阻塞程序，所以，得為每請求分配一個處理程序（執行緒）以及時響應，系統開銷大。

2-2、非阻塞IO模型

       程序發起IO系統呼叫後，如果核心緩衝區沒有資料，需要到IO裝置中讀取，程序返回一個錯誤而不會被阻塞；程序發起IO系統呼叫後，如果核心緩衝區有資料，核心就會把資料返回程序。

       對於上面的阻塞IO模型來說，核心資料沒準備好需要程序阻塞的時候，就返回一個錯誤，以使得程序不被阻塞。

1、典型應用：socket是非阻塞的方式（設定為NONBLOCK）

2、特點：

程序輪詢（重複）呼叫，消耗CPU的資源；

實現難度低、開發應用相對阻塞IO模式較難；

 適用併發量較小、且不需要及時響應的網路應用開發；

2-3、IO複用模型

       多個的程序的IO可以註冊到一個複用器（select）上，然後用一個程序呼叫該select， select會監聽所有註冊進來的IO；

       如果select沒有監聽的IO在核心緩衝區都沒有可讀資料，select呼叫程序會被阻塞；而當任一IO在核心緩衝區中有可資料時，select呼叫就會返回；

       而後select呼叫程序可以自己或通知另外的程序（註冊程序）來再次發起讀取IO，讀取核心中準備好的資料。

       可以看到，多個程序註冊IO後，只有另一個select呼叫程序被阻塞。

1、典型應用：select、poll、epoll三種方案，nginx都可以選擇使用這三個方案;Java NIO;

2、特點：

專一程序解決多個程序IO的阻塞問題，效能好；Reactor模式;

實現、開發應用難度較大；

適用高併發服務應用開發：一個程序（執行緒）響應多個請求；

3、select、poll、epoll

Linux中IO複用的實現方式主要有select、poll和epoll：

Select：註冊IO、阻塞掃描，監聽的IO最大連線數不能多於FD_SIZE；

Poll：原理和Select相似，沒有數量限制，但IO數量大掃描線性效能下降；

Epoll ：事件驅動不阻塞，mmap實現核心與使用者空間的訊息傳遞，數量很大，Linux2.6後核心支援；

 2-4、訊號驅動IO模型

       當程序發起一個IO操作，會向核心註冊一個訊號處理函式，然後程序返回不阻塞；當核心資料就緒時會發送一個訊號給程序，程序便在訊號處理函式中呼叫IO讀取資料。

       1、特點：回撥機制，實現、開發應用難度大；

2-5、非同步IO模型

       當程序發起一個IO操作，程序返回（不阻塞），但也不能返回果結；核心把整個IO處理完後，會通知程序結果。如果IO操作成功則程序直接獲取到資料。

1、典型應用：JAVA7 AIO、高效能伺服器應用

2、特點：

不阻塞，資料一步到位；Proactor模式；

需要作業系統的底層支援，LINUX 2.5 版本核心首現，2.6 版本產品的核心標準特性；

實現、開發應用難度大；

非常適合高效能高併發應用；

3、IO模型比較

3-1、阻塞IO呼叫和非阻塞IO呼叫、阻塞IO模型和非阻塞IO模型

       注意這裡的阻塞IO呼叫和非阻塞IO呼叫不是指阻塞IO模型和非阻塞IO模型：

阻塞IO呼叫 ：在使用者程序（執行緒）中呼叫執行的時候，程序會等待該IO操作，而使得其他操作無法執行。

非阻塞IO呼叫：在使用者程序中呼叫執行的時候，無論成功與否，該IO操作會立即返回，之後程序可以進行其他操作（當然如果是讀取到資料，一般就接著進行資料處理）。

       這個直接理解就好，程序（執行緒）IO呼叫會不會阻塞程序自己。所以這裡兩個概念是相對呼叫程序本身狀態來講的。

       從上面對比圖片來說，阻塞IO模型是一個阻塞IO呼叫，而非阻塞IO模型是多個非阻塞IO呼叫+一個阻塞IO呼叫，因為多個IO檢查會立即返回錯誤，不會阻塞程序。

       而上面也說過了，非阻塞IO模型對於阻塞IO模型來說區別就是，核心資料沒準備好需要程序阻塞的時候，就返回一個錯誤，以使得程序不被阻塞。

3-2、同步IO和非同步IO

同步IO：導致請求程序阻塞，直到I/O操作完成。

非同步IO：不導致請求程序阻塞。

       上面兩個定義是《UNIX網路程式設計 卷1：套接字聯網API》給出的。這不是很好理解，我們來擴充套件一下，先說說同步和非同步，同步和非同步關注的是雙方的訊息通訊機制：

同步：雙方的動作是經過雙方協調的，步調一致的。

非同步：雙方並不需要協調，都可以隨意進行各自的操作。

       這裡我們的雙方是指，使用者程序和IO裝置；明確同步和非同步之後，我們在上面網路輸入操作例子的基礎上，進行擴充套件定義：

同步IO：使用者程序發出IO呼叫，去獲取IO裝置資料，雙方的資料要經過核心緩衝區同步，完全準備好後，再複製返回到使用者程序。而複製返回到使用者程序會導致請求程序阻塞，直到I/O操作完成。

非同步IO：使用者程序發出IO呼叫，去獲取IO裝置資料，並不需要同步，核心直接複製到程序，整個過程不導致請求程序阻塞。

      所以， 阻塞IO模型、非阻塞IO模型、IO複用模型、訊號驅動的IO模型者為同步IO模型，只有非同步IO模型是非同步IO。