关于epoll的IO模型是同步异步的一次纠结过程

关于epoll的IO模型是同步异步的一次纠结过程这篇文章的结论就是epoll属于同步非阻塞模型这是一次概念的纠结过程,对写代码没有太大意义。过程是这样的:首先,我的概念里往往只有同步和异步,没有太多去区别同异步IO和同异步通知两种。另外还记得apu(2rd)中有一句“select和poll可以实现异步形式的通知”。接着,听到了epoll是同步IO这个概念,比较意外。坚持…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

转载部分已不可考,见谅!
这篇文章的结论就是epoll属于同步非阻塞模型,这个东西貌似目前还是有争议,在新的2.6内核之后,epoll应该属于异步io的范围了,golang的高并发特性就是底层封装了epoll模型的函数,但也有文章指出epoll属于“伪AIO”,真正的推动力实际在系统内核,另外mmap的应用加快了用户层和内核层的消息交换,对并发效率也有极大的提升。
还有一点,在DMA控制器的帮助下,实际上算是异步了,所以epoll可以说就是异步非阻塞。
关于epoll的IO模型是同步异步的一次纠结过程

《UNIX网络编程:卷一》第六章——I/O复用。书中向我们提及了5种类UNIX下可用的I/O模型:

  • 阻塞式I/O;

  • 非阻塞式I/O;

  • I/O复用(select,poll,epoll…);

  • 信号驱动式I/O(SIGIO);

  • 异步I/O(POSIX的aio_系列函数);

阻塞式I/O模型:默认情况下,所有套接字都是阻塞的。怎么理解?先理解这么个流程,一个输入操作通常包括两个不同阶段:

(1)等待数据准备好;
(2)从内核向进程复制数据。

对于一个套接字上的输入操作,第一步通常涉及等待数据从网络中到达。当所有等待分组到达时,它被复制到内核中的某个缓冲区。第二步就是把数据从内核缓冲区复制到应用程序缓冲区。 好,下面我们以阻塞套接字的recvfrom的的调用图来说明阻塞

关于epoll的IO模型是同步异步的一次纠结过程

标红的这部分过程就是阻塞,直到阻塞结束recvfrom才能返回。

非阻塞式I/O: 以下这句话很重要:进程把一个套接字设置成非阻塞是在通知内核,当所请求的I/O操作非得把本进程投入睡眠才能完成时,不要把进程投入睡眠,而是返回一个错误。看看非阻塞的套接字的recvfrom操作如何进行

关于epoll的IO模型是同步异步的一次纠结过程

 

可以看出recvfrom总是立即返回。

I/O多路复用:虽然I/O多路复用的函数也是阻塞的,但是其与以上两种还是有不同的,I/O多路复用是阻塞在select,epoll这样的系统调用之上,而没有阻塞在真正的I/O系统调用如recvfrom之上。如图

关于epoll的IO模型是同步异步的一次纠结过程

 

信号驱动式I/O:用的很少,就不做讲解了。直接上图

关于epoll的IO模型是同步异步的一次纠结过程

 

异步I/O:这类函数的工作机制是告知内核启动某个操作,并让内核在整个操作(包括将数据从内核拷贝到用户空间)完成后通知我们。如图:

关于epoll的IO模型是同步异步的一次纠结过程

 

等等,大家一定要问了,同步这个概念你怎么没涉及啊?别急,您先看总结。 其实前四种I/O模型都是同步I/O操作,他们的区别在于第一阶段,而他们的第二阶段是一样的:在数据从内核复制到应用缓冲区期间(用户空间),进程阻塞于recvfrom调用。相反,异步I/O模型在这两个阶段都要处理。

关于epoll的IO模型是同步异步的一次纠结过程

 

再看POSIX对这两个术语的定义:

  • 同步I/O操作:导致请求进程阻塞,直到I/O操作完成;

  • 异步I/O操作:不导致请求进程阻塞。

好,下面我用我的语言来总结一下阻塞,非阻塞,同步,异步

  • 阻塞,非阻塞:进程/线程要访问的数据是否就绪,进程/线程是否需要等待;

  • 同步,异步:访问数据的方式,同步需要主动读写数据,在读写数据的过程中还是会阻塞;异步只需要I/O操作完成的通知,并不主动读写数据,由操作系统内核完成数据的读写。

 

这是一次概念的纠结过程,对写代码没有太大意义。
过程是这样的:
首先,我的概念里往往只有同步和异步,没有太多去区别同异步IO和同异步通知两种。
另外还记得apu(2rd)中有一句“select和poll可以实现异步形式的通知”。
接着,听到了epoll是同步IO这个概念,比较意外。坚持了一下后,查到如下概念:
在unp(3rd)里的定义是:
第一是IO操作的概念:
IO操作包括:
1.等待数据准备好。
2.从内核到进程拷贝数据。
第二就是是同步IO和异步IO的区别:
同步IO导致请求进程阻塞,直到IO操作完成。
异步IO不导致请求进程阻塞。
得到的结论:
阻塞IO模型,非阻塞IO模型,IO复用模型,信号驱动IO模型都是同步IO。
epoll也是IO复用模型,应该是同步IO。
此时又意外了,
再看到一个解释:
更为重要的是, epoll 因为采用 mmap的机制, 使得 内核socket buffer和 用户空间的 buffer共享, 从而省去了 socket data copy, 这也意味着, 当epoll 回调上层的 callback函数来处理 socket 数据时, 数据已经从内核层 “自动” 到了用户空间, 虽然和 用poll 一样, 用户层的代码还必须要调用 read/write, 但这个函数内部实现所触发的深度不同了.

用 poll 时, poll通知用户空间的Appliation时, 数据还在内核空间, 所以Appliation调用 read API 时, 内部会做 copy socket data from kenel space to user space.

而用 epoll 时, epoll 通知用户空间的Appliation时?, 数据已经在用户空间, 所以 Appliation调用 read API 时?, 只是读取用户空间的 buffer, 没有 kernal space和 user space的switch了.
于是想了一下:
明显没有IO操作的拷贝数据到内核空间了,stevens应该在99年就挂了,2.6内核的epoll才采用mmap机制,书籍偏旧了吧。
那么epoll是异步IO了吧。
然后再一看,你妹的,这还是不符合异步IO啊,毕竟epoll在告知OK前,是阻塞了,虽然是拷贝数据结束了。
看来好像应该修正的是IO操作定义的第二步才对,而不是那个区别。
好吧,你就暂时属于同步IO了,专心看代码,不纠结概念了。
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/163417.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
上一篇 2022年7月23日 下午6:36
下一篇 2022年7月23日 下午6:36


相关推荐

  • 如何在Ubuntu上安装GCC编译器

    如何在Ubuntu上安装GCC编译器如何在Ubuntu上安装GCC编译器1.首先更新包列表sudoaptupdate2.安装build-essential软件包:sudoaptinstallbuild-essential3.验证GCC编译器是否已成功安装,请使用gcc–version命令打印GCC版本root@ubuntu:/home/csd#gcc–version…

    2022年7月24日
    11
  • java复习快速导航

    java复习快速导航1.java基础java基础必背知识点java基础加强知识点javaweb1(mysql、HTML、js、xml)javaweb2(tomcat、cookie、el、filter)javaweb3(jquery、ajax、json、redis)maven2.java提高redisdubbo并发JUC阻塞队列、线程池NIOnetty数据库rabbi…………

    2022年7月20日
    14
  • (一)使用form表单的name属性简单实现前后端交互

    (一)使用form表单的name属性简单实现前后端交互实现效果 点击提交后 前端页面源码 DOCTYPE tml htmllang en head metacharset UTF 8 title Ajax 前后端交互 通过 name 属性进行 title metacharset UTF 8 head body formaction method post 用户名 formaction body htmllang en

    2026年3月19日
    2
  • 伽马校正_预估校正算法

    伽马校正_预估校正算法自动伽马校正(AutoGammaCorrection)算法目录文章目录自动伽马校正(AutoGammaCorrection)算法目录理论代码实现参考资料理论在对图像进行处理过程中,查找到一篇对图像进行自动gamma校正的论文,论文名称及链接见参考文献1.文章的核心描述如下:Averageofbrightnessissimpleelementthatcanbecomputedintheleastamountoftime.Basicapproachin

    2026年3月3日
    7
  • EJB学习日志

    EJB学习日志第一天:经典的:HelloWord 1. 编写helloword接口packagecom.ejb;publicinterfaceHelloWord{ publicStringsayHello(Stringname);}2.HelloWord的实现packagecom.ejb.impl;importjavax.ejb.Remote;impor

    2022年9月29日
    5
  • 手把手教你学DSP(TMS320X281X) 2020-11-30

    手把手教你学DSP(TMS320X281X) 2020-11-30内容为自己看《手把手教你学dspTMS320X281X》(顾卫刚版)图书的笔记,只是记录一下自己学习的思想历程。由于自己硬件学习也是新手,如有错误,请评论或者私信指出,如果看见一定更正;如果感觉本文对您有帮助,可以给个点赞;顺便可以关注或收藏一波不迷路。

    2022年4月30日
    50

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号