主要还是 epool，IO 多路复用
| 阶段 | 阻塞 IO（BIO） | 非阻塞 IO（NIO） | 多路复用 IO | 信号驱动 IO | 异步 IO（AIO） |
|---|---|---|---|---|---|
| 等待数据就绪 | 阻塞 | 非阻塞（轮询） | 阻塞 | 非阻塞 | 非阻塞 |
| 数据从内核拷贝到用户态 | 阻塞 | 阻塞 | 阻塞 | 阻塞 | 非阻塞 |
| 核心特征 | 全程阻塞 | 轮询耗资源 | 单进程监控多 FD | 信号回调 | 全程非阻塞 |
## **IO模型核心概念**
- 定义：描述程序与I/O操作的交互方式，影响性能、可扩展性、资源利用率
- 核心阶段：等待读就绪（数据到网卡→内核缓冲区）、读取数据（内核缓冲区→用户缓冲区）
- 关键区分：阻塞/非阻塞针对「等待读就绪阶段」
## **五大IO模型详解**
- 阻塞式IO
- 核心特征：两阶段均阻塞（accept、read均阻塞）
- 伪代码实现：单线程循环，accept建立连接后直接read+处理
- 优缺点：简单直接，但无法并发处理多个连接
- 非阻塞式IO
- 分类：伪非阻塞（多线程，子线程read仍阻塞）、真正非阻塞（操作系统提供非阻塞read）
- 核心特征：等待读就绪阶段非阻塞（未就绪返回-1），读取数据阶段仍阻塞
- 关键能力：单线程管理多个文件描述符
- 伪代码实现：主线程存连接，异步线程轮询非阻塞read
- IO多路复用
- 核心思路：将连接检测交给操作系统，减少系统调用
- 实现方式
- select：BitsMap存储文件描述符，默认最大1024个，需双向拷贝+两次遍历
- poll：动态链表存储，突破1024限制，仍需双向拷贝+两次遍历
- epoll：红黑树+事件链表，优化三大问题（无需重复拷贝、事件唤醒替代遍历、仅返回就绪描述符）
- epoll关键特性：支持LT（水平触发，默认）和ET（边缘触发）
- LT：数据未读完持续通知
- ET：仅通知一次，需一次性读完数据
- 伪代码实现：epoll_create创建对象，epoll_ctl添加连接，epoll_wait获取就绪连接
- 信号驱动IO
- 核心特征：发起读请求后，等待读就绪事件通知，再读取数据
- 异步IO
- 核心特征：发起读请求后，等待操作系统读取完成通知，完全交由OS实现
## **模型演进与关系**
- 演进逻辑：从用户态优化到内核态支持，逐步将更多功能交给操作系统
- 阻塞IO → 多线程伪非阻塞 → 真正非阻塞IO（用户态轮询） → IO多路复用（内核态检测） → 异步IO（内核态全程处理）
- 核心优化点：减少系统调用、提升单线程管理多连接能力、降低资源消耗
## **关键对比**
- 阻塞IO vs 非阻塞IO：等待阶段是否阻塞
- select/poll vs epoll：文件描述符存储方式、检测机制、拷贝效率
- 水平触发 vs 边缘触发：epoll的事件通知频率（持续通知vs单次通知）
- IO多路复用 vs 异步IO：前者需主动读取数据，后者OS完成读取后通知
在阻塞式I/O模型中，应用程序在从调用recvfrom开始到它返回有数据报准备好这段时间是阻塞的，recvfrom返回成功后，应用进程开始处理数据报
listenfd = socket(); // 打开一个网络通信套接字
bind(listenfd); // 绑定
listen(listenfd); // 监听
while(1) {
connfd = accept(listenfd); // 阻塞 等待建立连接
int n = read(connfd, buf); // 阻塞 读数据
doSomeThing(buf); // 处理数据
close(connfd); // 关闭连接
}