Linux网络I/O模型简介

Linux的内核把所有外部设备都当做文件进行操作,并返回一个文件描述符fd(file descriptor),同样对socket的进行的操作也回返回一个socketfd,是一个数字，并指向内核中的一个结构体。

UNIX提供的五种网络I/O模型

1.阻塞I/O模型： 默认情况下，所有文件操作都是阻塞的，以socket为例：在进程空间中调用recvfrom，其系统调用直到数据包到达并且被复制到应用进程的缓冲区中或者发生错误时才返回，在此期间一直会等待，
进程在从调用recvfrom开始到它返回的整段时间内都是阻塞的。

2.非阻塞I/O模型：recvfrom从应用层到内核层的时候，如果该缓冲区内没有数据的话，就返回一个EWOULDBLOCK的错误,一般对非阻塞模型轮询检查这个状态，检查内核是否有数据返回。

3.I/O复用模型：Linux提供select/poll，进程通过将一个或者多个fd传递给select/poll系统调用，阻塞在select操作上，这样select/poll可以帮我们侦测多个fd是否处于就绪状态。select/poll是顺序扫描fd是否就绪，支持的fd数量有限，因此使用受到了一些制约。Linux还提供了一个epoll系统调用，epoll使用基于事件驱动的方式代替顺序扫描，因此性能更高。当有fd就绪时，立即回调rollback。

4.信号驱动I/O模型：首先开启套接口信号驱动I/O功能，并通过系统调用sigaction执行一个信号处理函数（此系统调用立即返回，进程继续工作，非阻塞）。当数据准备就绪时，就为该进程生成一个SIGIO信号，通过信号回调通知应用程序调用recvfrom来读取数据，并通知主循环函数处理数据。

5.异步I/O：告知内核启动某个操作，并让内核在整个操作完成后(包括将数据从内核复制到用户自己的缓冲区)通知我们。这种模型与信号驱动的主要区别是：信号驱动I/O由内核通知我们何时可以开始下一个I/O操作；异步I/O模型由内核通知我们I/O操作何时已经完成。