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io

发起任务后，本身的一个状态

同步

异步

等待结果的过程中的状态

阻塞

非阻塞

处理请求的过程

服务器的网络驱动接收到消息，去内核上申请空间；并等待完整的数据包到达（有可能分组传送，没传完…），复制到内核空间；

数据从内核空间拷贝到用户空间

用户程序进行处理

5大网络模型（小红旗 餐馆排队）

同步阻塞IO

• 排队的过程哪也去不了，如果你还没有带手机，排队的过程中就只能干瞪眼了

同步非阻塞

• 如果小红旗的老板搞了一个点菜机，来点单的顾客把自己想吃的划上，然后等着老板去做，自己可以在这一个小时的时间里去周围商场溜达下。但是由于没有任何通信方式，只能不停的回来问老板，做好了没有。
• 回来询问的时间是由顾客自己掌控的，如果时间很短，那么可以尽量早的知道臭豆腐炸好没，但是也会影响逛街的体验；如果时间很长，有可能臭豆腐早就做好了…结果放的时间长了，反而不好吃了。
• 因此非阻塞IO基于状态轮训的方式，虽然能让程序在等待的过程中做点其他的事情，但是频繁的切换运行程序，反而会造成很大的压力。

IO多路复用/事件驱动

• 小红旗老板升级了系统，放弃使用点菜机，改用麦当劳那种点餐大屏。同样是点餐，但是一个大屏里面显示了很多人的臭豆腐进度，即节省了资源，也避免大家不停的询问。
  • 其实Nio或者Netty就是基于这种模式，一个线程就可以监听很多IO操作，这样在IO等待上就高效多了。具体实现是依赖于操作系统的，windows和linux都有不同的实现方式。最初的select或者poll，都有并发数的限制，并且NIO的select还有空轮训的问题；epool则突破了连接数的限制，一个线程就可以监听大量的IO操作。这个感兴趣的朋友，可以深入了解下select、poll、epool的原理。
    • 都是IO复用，I/O多路复用就通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。但select，poll，epoll本质上都是同步I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的，而异步I/O则无需自己负责进行读写，异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间。select，poll，epoll本质上都是同步I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的
      • io触发 LT模式只要有事件未处理就会触发，而ET则只在高低电平变换时（即状态从1到0或者0到1）触发。
        • LT（level triggered）
          • 同时支持block和no-block socket内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你的
        • ET （edge-triggered）
          • 只支持no-block socket，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了 （only once）
      • I/O多路复用
        • poll
        • select
          • 缺点
            • （1）每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大
            • （2）同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大
            • （3）select支持的文件描述符数量太小了，默认是1024
        • epoll
          • epoll_create
            • 创建一个epoll的句柄
          • epoll_ctl
            • 它不同于select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。
            • 每次注册新的事件到epoll句柄中时（在epoll_ctl中指定EPOLL_CTL_ADD），会把所有的fd拷贝进内核，而不是在epoll_wait的时候重复拷贝。epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。
            • poll_ctl时把current挂一遍（这一遍必不可少）并为每个fd指定一个回调函数，当设备就绪，唤醒等待队列上的等待者时，就会调用这个回调函数，而这个回调函数会把就绪的fd加入一个就绪链表
          • epoll_wait
            • 在这个就绪链表中查看有没有就绪的fd（利用schedule_timeout()实现睡一会，判断一会的效果，和select实现中的第7步是类似的）
          • 消息传递
            • 使用mmap加速内核与用户空间的消息传递
          • 它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目

信号驱动IO

• 小红旗老板又时髦了，搞了一个升级版的美味不用等。顾客基于微信小程序点菜，菜做好了自动提醒顾客取餐…这个提醒的过程，就像是发射了一个特殊的信号。

异步非阻塞IO

• 一对小情侣李雷和韩梅梅，韩梅梅口味很重，特别喜欢吃臭豆腐，但是李雷完全不感兴趣，闻到味道就想吐。于是李雷就跟韩梅梅约定，让韩梅梅自己去吃，李雷跑到旁边的咖啡厅喝咖啡。韩梅梅自己去排队买臭豆腐，买完顺便吃完，然后回来找李雷…
  • 这个过程就是异步非阻塞的，消息的等待和处理都在服务器端完成，用户只要最后接收到消息处理完的通知就行了。强调事情已经做完

nio

thread

• selector
  • channel
    • buffer
      • capacity 容量
      • limit 剩余
      • position 位置
      • mark 标记位
      • flip(初始化为写模式，切换到读模式)
  • channel1
  • channel2

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