Linux网络I/O模型详解：从阻塞到异步

本文主要介绍了Linux网络I/O模型的基本概念和五种不同的模型，分别是阻塞I/O模型、非阻塞I/O模型、I/O复用模型（select/poll和epoll）、信号驱动I/O模型以及异步I/O模型。Linux内核采用"一切皆文件"的设计思想，通过文件描述符（fd）和socket文件描述符（socket fd）来操作网络资源。 1. 阻塞I/O模型：这是最常见的模型，如套接字接口的recvfrom函数在数据包到达并复制到应用缓存或遇到错误时才会返回，期间进程处于阻塞状态。 2. 非阻塞I/O模型：通过设置文件描述符为非阻塞，recvfrom会立即返回，如果数据未准备好则返回EWOULDBLOCK错误。应用需自行轮询检查数据状态。 3. I/O复用模型（select/poll）：进程通过select或poll系统调用监控多个文件描述符的状态，它们能检测到多个fd是否就绪，但效率受到fd数量限制。 4. epoll模型：与select/poll不同，epoll使用事件驱动机制，当有文件描述符就绪时，会立即回调预设的函数，提高了性能。 5. 信号驱动I/O模型：通过设置信号驱动，当数据准备好时，内核会发送SIGIO信号给进程，应用程序在收到信号后处理数据读取。 6. 异步I/O模型：与信号驱动模型相反，异步I/O是在启动操作后，由内核负责整个过程直至完成，并在操作结束后通知进程。 这些模型各有优缺点，选择哪种取决于应用场景的需求，如实时性、性能和资源管理。理解这些模型有助于优化网络应用程序的性能和响应能力。