1 I/O型別

Read分為兩步：

a.Waiting for thedata to be ready(等待資料準備)。

b.Copying thedata from the kernel to the process（將資料從核心拷貝到程序中）

Blocking I/O：

官方：

個人理解：只有I/O操作完成，才能做其他事情；

Nonblocking I/O:

官方：

個人理解：進行I/O操作，核心立即返回結果；

Multiplexing I/O:

官方：

個人理解：將一些檔案描述符放入集合中進行監測，如果裡面有可讀或可寫的描述符，就讓其進行讀寫操作。

Signal Driven I/O:

官方：

個人理解：能夠進行讀寫了，核心傳送訊號到相應的程序，讓其進行讀寫操作。

Asynchronous I/O:

官方：非同步IO這個模型是真正的非同步模型，他直接呼叫了一個系統函式，然後等待kernel的資料準備好之後直接返回一個訊號。使用者程序接收到這個訊號之後得到從kernel發來的資料。

個人理解：

區別對比：

呼叫blocking IO會一直block住對應的程序直到操作完成；

non-blocking IO在kernel還準備資料的情況下會立刻返回；

A synchronous I/O operation causes the requestingprocess to be blocked until that I/O operation completes；

An asynchronous I/O operation does not cause therequesting process to be blocked；

2兩種設計模式

2.1Reactor模型

Reactor模式是處理併發I/O比較常見的一種模式，中心思想就是，將所有要處理的I/O事件註冊到一箇中心I/O多路複用器上，同時主執行緒阻塞在多路複用器上。一旦有I/O事件到來或是準備就緒(區別在於多路複用器是邊沿觸發還是水平觸發)，多路複用器返回並將相應I/O事件分發到對應的處理器中。

多路複用器：

邊沿觸發：如果檔案描述符自上次狀態改變後有新的IO活動到來,此時會觸發通知。在收到一個IO事件通知後要儘可能多的執行IO操作,因為如果在一次通知中沒有執行完IO那麼就需要等到下一次新的IO活動到來才能獲取到就緒的描述符。訊號驅動式IO就屬於邊緣觸發。

水平觸發：如果檔案描述符已經就緒可以非阻塞的執行IO操作了,此時會觸發通知.允許在任意時刻重複檢測IO的狀態,沒有必要每次描述符就緒後儘可能多的執行IO.select,poll就屬於水平觸發。

參考:http://blog.csdn.net/liuxingen/article/details/38495545

2.2Proactor模型

與Reactor模型相對應，Proactor最大的特點是使用非同步I/O。所有的I/O操作都交由系統提供的非同步I/O介面去執行。Proactor多路複用器等待非同步I/O完成，並呼叫相應的使用者處理函式。

3開源網路庫

3.1libevent

事件觸發的網路庫。libevent是一個事件觸發的網路庫，適用於windows、linux、bsd等多種平臺，內部使用select、epoll、kqueue、IOCP等系統呼叫管理事件機制。

事件驅動（event-driven），高效能;
輕量級，專注於網路，不如ACE那麼臃腫龐大；
原始碼相當精煉、易讀；
跨平臺，支援Windows、Linux、*BSD和Mac Os；
支援多種I/O多路複用技術， epoll、poll、dev/poll、select和kqueue等；
支援I/O，定時器和訊號等事件；
註冊事件優先順序；

3.2原始碼學習

3.2.1開源例項的使用之資料庫防火牆

       Greensql:使用了定時器、事件驅動i/o。這已在另篇博文中分析了。

3.2.2Memcached

       此專案使用Reactor模式。

      主執行緒有一個Libevent事件分發器，主要負責新的socket連線。如果有新的連線到來，將這個socket檔案描述符放入佇列中，通過管道通知子執行緒。子執行緒收到通知後，從佇列中取出socket檔案描述符， 加入到子執行緒的libevent中，對改socket進行讀寫。

如下圖可以看到網路結構：

多執行緒模型如下：