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同步IO, 异步IO的理解

时间:2019-11-08 21:09:21      阅读:92      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1. 什么是IO?

 在计算机中无时无刻不存在着对数据的访问和读取(数据都存储在物理的媒介上,例如寄存器,高速缓存,内存,磁盘,网卡等等),这些操作被称为IO。

2. 阻塞IO

 技术图片

  (1)当用户线程发起IO请求后,会进行系统调用(system call)来让内核(Kernel)进行IO操作

   (2)此时用户线程阻塞,等待内核将数据准备好

   (3)内核将数据准备好后会将数据从内核空间拷贝到用户空间,并返回给用户线程结束阻塞。

3. 非阻塞IO

  技术图片

   (1) 由用户线程发起IO请求, 进行系统调用来让内核进行IO操作

      (2) 此时如果内核没有准备好数据则会直接返回error,并不会阻塞用户线程,用户线程可以重复的发起IO请求

    (3)当用户线程发起请求并且内核已经将数据准备好后,会将数据从内核空间拷贝到用户空间(这个过程是需要阻塞用户线程的),返回给用户

4. 多路复用IO

  技术图片

  (1)用户线程调用select后进行系统调用(内核会监视所有select负责的socket),此时用户线程被阻塞

   (2)当内核将数据准备好后就会返回,并通知用户线程进行读取操作,此时内核将数据拷贝到用户空间并返回

5. 阻塞IO与非阻塞IO?

    阻塞IO:用户线程发起IO操作,紧接着由内核线程来执行IO操作,在阻塞IO中内核线程并不会立即返回而是等待数据拷贝到内存空间时才返回,在此期间用户线程处于阻塞状态。

 非阻塞IO: 与阻塞IO不同,内核线程在执行IO操作后会立即返回,若结果为error则用户线程可以重新发起请求而不会被阻塞,一旦内核将数据准备好了且用户线程发起了IO请求那么将数据拷贝到用户空间。

  我们看上面的图可以知道IO操作大致分为两个部分:

  (1)用户线程发起IO请求时,内核未准备好数据

  (2)用户线程发起IO请求时,内核以准备好数据

    通过对比两个图中流程我们可以发现,(2)这个流程在阻塞IO与非阻塞IO流程是相同的区别在于(1)这个步骤。因此阻塞IO与非阻塞IO的区别在于内核线程在执行IO操作时是否立即返回结果,若立即返

    回则为非阻塞IO,反之则为阻塞IO。

6. 同步与异步IO?

 异步IO:  用户线程发起IO操作后,可以立即去做其他事情,另一方面,对于内核线程当它收到异步读取之后会立即返回,不会对用户线程造成阻塞。当内核将数据准备好之后会将数据从内核空间拷贝到用户空间,内核会发送    给用户一个信号通知用户IO操作已完成。

    同步IO: 同步IO的关键在于在真正读取数据(也就是上面提到的(2)这个步骤)的时候用户线程是否被阻塞。非阻塞IO虽然在用户发起请求时会立即返回,但是当内核准备好数据之后,任然需要用户线程发起请求才会将数据   从内核空间拷贝到用户空间,因此非阻塞IO属于同步IO。

 

   

    

   

   

 

同步IO, 异步IO的理解

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原文地址:https://www.cnblogs.com/liwangcai/p/11823025.html

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