硬核图解网络IO模型！

同步阻塞

用户空间的应用程序执行一个系统调用，这会导致应用程序阻塞，直到数据准备好，并且将数据从内核复制到用户进程。

最后进程再处理数据，在等待数据到处理数据的两个阶段，整个进程都被阻塞，不能处理别的网络IO。

同步非阻塞

非阻塞的系统调用调用之后，进程并没有被阻塞，内核马上返回给进程，如果数据还没准备好，此时会返回一个error。

进程在返回之后，可以干点别的事情，然后再发起系统调用。

重复上面的过程，循环往复的进行系统调用，这个过程通常被称之为轮询。

轮询检查内核数据，直到数据准备好，再拷贝数据到进程，进行数据处理。

需要注意，拷贝数据整个过程，进程仍然是属于阻塞的状态。

IO多路复用

IO多路复用，这是一种进程预先告知内核的能力，让内核发现进程指定的一个或多个IO条件就绪了，就通知进程。

IO复用的实现方式目前主要有Select、Poll和Epoll。

信号驱动

首先允许Socket进行信号驱动IO，并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。

当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。

此种IO方式存在的一个很大的问题：

• Linux中信号队列是有限制的，如果超过这个数字问题就无法读取数据。

异步非阻塞

当用户线程进行了系统调用，立刻就可以开始去做其它的事，用户线程不阻塞。

• 准备数据：当内核一直等到数据准备好了，它就会将数据从内核内核缓冲区，拷贝到用户缓冲区。

• 内核会给用户线程发送一个信号，或者回调用户线程注册的回调接口，告诉用户线程操作完成了。
• 用户线程读取用户缓冲区的数据，完成后续的业务操作。

信号驱动IO，异步IO的主要区别在于：

• 信号驱动由内核告诉我们何时可以开始一个IO操作(数据在内核缓冲区中)。
• 而异步IO则由内核通知IO操作何时已经完成(数据已经在用户空间中)。

BIO，NIO，AIO的区别：

BIO：

• 同步并阻塞，服务实现模式为一个连接对应一个线程，即客户端发送一个连接，服务端要有一个线程来处理。
• 如果连接多了，线程数量不够，就只能等待，即会发生阻塞。
• 适用连接数目比较小且固定的架构。

NIO：

• 同步非阻塞，服务实现模式是一个线程可以处理多个连接，即客户端发送的连接都会注册到多路复用器上。
  • 然后进行轮询连接，有I/O请求就处理。
• 适用连接数目多且连接比较短的架构，如：聊天服务器，弹幕系统等，编程比较复杂。

AIO：

• 异步非阻塞，引入了异步通道，采用的是Proactor模式。
• 适用连接数目多且连接长的架构，如相册服务器。