- 前言
- 一、同步阻塞IO
- 1、阻塞IO
- 2、同步IO
- 二、同步非阻塞IO
- 1、非阻塞IO
- 三、IO多路复用模型
- 1、异步IO
- 2、Epoll怎么实现的？
- 3、此处可以放个红黑树的博文链接
- 4、select、poll、epoll模型的区别
- 四、异步IO
- 1.异步IO
- 总结
前言
上层程序的IO操作，并不涉及物理设备级别的读写，而是数据在“内核缓冲区”和“进程缓冲区”之间的读写。
IO分为四种模型，同步阻塞IO（Blocking IO）、同步非阻塞IO（Non-blocking IO）、IO多路复用（IO Multiplexing）、异步IO（Asynchronous IO）。而Java中的NIO实际上属于第三种模型（IO多路复用）。
下文参考自书籍《Netty、Redis、Zookeeper高并发实战》、B站《Netty面试题集合》，以及其他网络资料。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一、同步阻塞IO 1、阻塞IO阻塞IO，指的是需要内核IO操作彻底完成后，才返回到用户空间执行用户的操作。阻塞指的是用户空间程序的执行状态。传统的IO模型都是同步阻塞IO。在Java中，默认创建的socket都是阻塞的。
2、同步IO同步IO，是一种用户空间与内核空间的IO发起方式。同步IO是指用户空间的线程是主动发起IO请求的一方，内核空间是被动接受方。
二、同步非阻塞IO 1、非阻塞IO非阻塞IO，指的是用户空间的程序不需要等待内核IO操作彻底完成，可以立即返回用户空间执行用户的操作，即处于非阻塞的状态，与此同时内核会立即返回给用户一个状态值。
三、IO多路复用模型即经典的Reactor反应器设计模式，有时也称为异步阻塞IO，Java中的Selector选择器和Linux中的epoll都是这种模型。
1、异步IO异步IO，是指系统内核是主动发起IO请求的一方，用户空间的线程是被动接受方。
2、Epoll怎么实现的？参考回答:
Linux epoll机制是通过红黑树和双向链表实现的。 首先通过epoll_create()系统调用在内核中创建一个eventpoll类型的句柄，其中包括红黑树根节点和双向链表头节点。然后通过epoll_ctl()系统调用，向epoll对象的红黑树结构中添加、删除、修改感兴趣的事件，返回0标识成功，返回-1表示失败。最后通过epoll_wait()系统调用判断双向链表是否为空，如果为空则阻塞。当文件描述符状态改变，fd上的回调函数被调用，该函数将fd加入到双向链表中，此时epoll_wait函数被唤醒，返回就绪好的事件。
摘自牛客网 请你回答一下epoll怎么实现的
3、此处可以放个红黑树的博文链接待后续整理
4、select、poll、epoll模型的区别(1)select==>时间复杂度O(n)
它仅仅知道了，有I/O事件发生了，却并不知道是哪那几个流（可能有一个，多个，甚至全部），我们只能无差别轮询所有流，找出能读出数据，或者写入数据的流，对他们进行操作。所以select具有O(n)的无差别轮询复杂度，同时处理的流越多，无差别轮询时间就越长。
(2)poll==>时间复杂度O(n)
poll本质上和select没有区别，它将用户传入的数组拷贝到内核空间，然后查询每个fd对应的设备状态， 但是它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的.
(3)epoll==>时间复杂度O(1)
epoll可以理解为event poll，不同于忙轮询和无差别轮询，epoll会把哪个流发生了怎样的I/O事件通知我们。所以我们说epoll实际上是事件驱动（每个事件关联上fd）的，此时我们对这些流的操作都是有意义的。（复杂度降低到了O(1)）
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摘抄自深入理解select、poll和epoll及区别
异步IO，指的是用户空间与内核空间的调用方式反过来。用户空间的线程变成被动接受者，而内核空间成了主动调用者。这有点类似于Java中比较典型的回调模式，用户空间的线程向内核空间注册了各种IO事件的回调函数，由内核去主动调用。
总结B站《Netty面试题集合》中演示了相关模型的代码，待后续提供github连接。
