引言

IO模型就是操作資料輸入輸出的方式，在Linux系統中有5大IO模型：阻塞式IO模型、非阻塞式IO模型、IO複用模型、訊號驅動式IO模型、非同步IO模型。 因為學習Netty必不可少的要了解IO多路複用模型，本篇是基礎。

名詞概念

• 阻塞：指向呼叫方，在呼叫結果返回之前，呼叫方執行緒會掛起，直到結果返回。
• 非阻塞：指向呼叫方，在呼叫結果返回之前，呼叫方執行緒會處理其他事情，不會阻塞。
• 同步：指向被呼叫方，被呼叫方得到結果後再返回給呼叫方。
• 非同步：指向被呼叫方，被呼叫方先應答呼叫方，然後計算結果，最終通知並返回給呼叫方。
• recvfrom函式：系統呼叫，經socket接收資料。

5中IO模型

1、阻塞式IO模型(blocking I/O)

程式呼叫recvfrom函式，在資料沒有返回之前，程式阻塞，直到資料返回後，才會處理資料。

2、非阻塞式IO模型(non-blocking I/O)

程式呼叫recvfrom函式，如果資料沒有準備好就返回錯誤提示，之後程式迴圈呼叫recvfrom函式，直到有資料返回。

3、IO複用模型(I/O multiplexing)

程式呼叫select,如果沒有套接字變為可讀，則阻塞，直到有可讀套接字之後，呼叫recvfrom函式，返回結果。

4、訊號驅動式IO模型(signal-driven I/O)

程式先註冊訊號驅動，之後程式不阻塞，當資料準備好後，會給程式返回訊號提示，這時程式呼叫ecvfrom函式，返回資料。

5、非同步IO模型(asynchronous I/O)

由POSIX規範定義，應用程式告知核心啟動某個操作，並讓核心在整個操作（包括將資料從核心拷貝到應用程式的緩衝區）完成後通知應用程式。這種模型與訊號驅動模型的主要區別在於：訊號驅動I/O是由核心通知應用程式何時啟動一個I/O操作，而非同步I/O模型是由核心通知應用程式I/O操作何時完成。

IO模型對比

阻塞越少，理論上效能也越優。

• 阻塞式IO，每個連線要對應一個執行緒單獨處理，浪費資源。
• 非阻塞式IO，需要不斷的輪詢，也耗費CPU資源。
• 訊號驅動式IO,在大量IO操作時會有訊號佇列溢位，且對於TCP而言，通知條件過多，每一個進行判斷會消耗資源。
• 非同步IO,理論最優，但是目前Linux支援還不是很完善。

因此在Linux下網路程式設計都以IO複用模型為主。

參考

理解高效能網路模型 IO - 同步，非同步，阻塞，非阻塞 （亡羊補牢篇）