细说Linux五种IO模型

我们都知道unix世界里、一切皆文件、而文件是什么呢？文件就是一串二进制流而已、不管socket、还是FIFO、管道、终端、对我们来说、一切都是文件、一切都是流、在信息交换的过程中、我们都是对这些流进行数据的收发操作、简称为I/O操作(input and output)、往流中读出数据、系统调用read、写入数据、系统调用write，本篇文章重点为大家讲解一下Linux五种IO模型。

1. IO模型

Linux下可用的IO模型有5种，分别是：

阻塞式IO

非阻塞式IO

IO复用

信号驱动式IO（SIGIO）

异步IO（Posix的aio_系列函数）

其中，除了异步IO，其余都属于同步IO模型。 在这5种模型中，我们目前只关注前3种，并且把IO复用放在网络编程专题中讲，本文只简单介绍阻塞式IO和非阻塞式IO的概念与区别。

2. 阻塞式IO

阻塞式IO是Linux中最基本、最常用的IO模型，指的是可能会使进程永远阻塞的函数，一般表现为：

进程或线程调用某个函数，该函数需要满足特定条件才能向下执行 如果条件不满足，则会使调用进程或线程阻塞，让出CPU控制权，并一直持续到条件满足为止 在Linux中，阻塞式IO一般作为默认属性出现，如mq_receive、sem_wait、sem_post等 在默认情况下，所有的套接字都是阻塞的，我们以UDP套接字为例来展示阻塞式IO模型，如下图所示。 进程调用recvfrom接收数据，但由于内核还未准备好，进程就会阻塞；直到内核准备好数据，recvfrom完成数据复制工作，进程才能解除阻塞状态。

3. 非阻塞式IO

顾名思义，非阻塞式IO不会使调用进程或线程永远阻塞，具体表现为：如果IO操作不能完成，则立即出错返回，调用进程或线程继续向下执行。 对于一个给定的描述符，有两种将其指定为非阻塞式IO的方法： 调用open创建或打开文件时指定O_NONBLOCK标志 对于一个已经打开的描述符，调用fcntl改变其属性，为其设置O_NONBLOCK标志

#include
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* int arg */);

将cmd设为F_SETFL，arg设为O_NONBLOCK，就可以为fd设置非阻塞标志。