网络编程模型综述.doc

/O       Socket设置为阻塞模式,当socket不能立即完成I/O操作时,进程或线程进入等待状态,直到操作完成。如下图:        这种模型非常经典,也被广泛使用,优势在于非常简单,等待的过程中占用的系统资源微乎其微,程序调用返回时,必定可以拿到数据;        但简单也带来一些缺点,程序在数据到来并准备好以前,不能进行其他操作,需要有一个线程专门用于等待,这种代价对于需要处理大量连接的服务器而言,        把socket设置成非阻塞模式,与阻塞模式不同的是:无数据时,也不会进入等待,而是立即返回特定错误,如下图:   这种模式在没有数据可以接收时,可以进行其他的一些操作,比如有多个socket时,可以去查看其他socket有没有可以接收的数据;   实际应用中,这种I/O模型的直接使用并不常见,因为它需要不停的查询,而这些查询大部分会是无必要的调用,白白浪费了系统资源;非阻塞I/O应该算是一个铺垫,为I/O复用和信号驱动奠定了非阻塞使用的基础。        I/O复用模型能让一个或多个socket可读或可写准备好时,应用能被通知到;I/O复用模型早期用select实现,它的工作流程如下图:        这种模型的使用场景一般有这样一个共同特点:都有多个socket需要处理,这样能在获取I/O事件时复用同一个等待机制。比如监听服务器,既要处理监听的socket,又要处理连接的socket。        I/O复用是应用场景较多的一种模式,socket连接数多时,大多会采用它。除了select以外,I/O复用的还可以用poll、epoll、kqueue(freebsd)来实现,后两者在处理大量连接时性能上有很大的提高。         信号驱动模型是在socket准备好的时候用信号的方式进行通知,然后应用程序从内核读取数据。        然而,对于socket,SIGIO触发意味着多种可能,对于UDP有两种,对于TCP,则有7种,要想区分是何种操作引起的signal都是一件困难的事情,所以这种模型很少被实用,,引入了POSIXRT-Signal机制以后,这一现象得到些许改善。        在标准Unix下,异步I/O是由“aio_XXX”接口提供的,它把一个信号和值与每一个I/O操作关联起来。异步I/,也属于SingleUnixSpecification,version2。        几年前,BenLaHaise实现了LinuxAIO,,。然而,令人遗憾的是,它目前还不支持对socket的操作,相信不久以后会完善起来。        异步I/O的模型与I/O复用和信号驱动颇有些相似,但最大的区别是:信号到达时,I/O操作已经由内核完成,应用只需要继续处理数据就好;        POSIX的AIO的操作流程如下:        Windows中I/O模型与UNIX有一些类似的地方,差异也少:        阻塞I/O、非阻塞I/O、I/O复用使用起来基本一样