还有一种不常用的signal driven IO,即信号驱动IO。总的来说,UNP中总结的IO模型有5种之多:阻塞IO,非阻塞IO,IO复用,信号驱动IO,异步IO。前四种都属于同步IO。阻塞IO不必说了。非阻塞IO ,IO请求时加上O_NONBLOCK一类的标志位,立刻返回,IO没有就绪会返回错误,需要请求进程主动轮询不断发IO请求直到返回正确。IO复用同非阻塞IO本质一样,不过利用了新的select系统调用,由内核来负责本来是请求进程该做的轮询操作。看似比非阻塞IO还多了一个系统调用开销,不过因为可以支持多路IO,才算提高了效率。信号驱动IO,调用sigaltion系统调用,当内核中IO数据就绪时以SIGIO信号通知请求进程,请求进程再把数据从内核读入到用户空间,这一步是阻塞的。
异步IO,如定义所说,不会因为IO操作阻塞,IO操作全部完成才通知请求进程。
各个IO Model的比较如图所示:
图12 各种IO模型的比较
经过上面的介绍,会发现non-blocking IO和asynchronous IO的区别还是很明显的。在non-blocking IO中,虽然进程大部分时间都不会被block,但是它仍然要求进程去主动的check,并且当数据准备完成以后,也需要进程主动的再次调用recvfrom来将数据拷贝到用户内存。而asynchronous IO则完全不同。它就像是用户进程将整个IO操作交给了他人(kernel)完成,然后他人做完后发信号通知。在此期间,用户进程不需要去检查IO操作的状态,也不需要主动的去拷贝数据。