网络 I/O 模型是描述在网络通信中如何进行输入和输出操作的一种模型。它定义了如何在应用程序和网络之间进行数据传输和交互。
以下是一些常见的网络 I/O 模型:
- 阻塞 I/O(Blocking I/O):在阻塞 I/O 模型中,当应用程序执行一个 I/O 操作时,它会一直阻塞等待,直到该操作完成。在此期间,应用程序无法执行其他任务。这种模型在简单的应用中使用较多,但在高并发的情况下可能导致性能下降。
- 非阻塞 I/O(Non-blocking I/O):非阻塞 I/O 模型中,应用程序可以发起一个 I/O 操作后立即返回,而不必等待操作完成。应用程序可以继续执行其他任务,然后通过轮询或其他方式检查操作是否完成。这种模型需要应用程序不断地检查 I/O 操作的状态,可能导致 CPU 资源的浪费。
- 多路复用 I/O(Multiplexed I/O):多路复用 I/O 模型使用了操作系统提供的多路复用机制(如 select、poll、epoll 等),允许应用程序同时监视多个 I/O 事件。应用程序将感兴趣的 I/O 事件注册到多路复用器,然后通过阻塞调用等待任一事件的发生。一旦有事件发生,应用程序就可以处理该事件,而不必等待其他事件的完成。这种模型可以有效地处理大量的并发连接。
- 事件驱动 I/O(Event-driven I/O):事件驱动 I/O 模型基于回调机制,在应用程序中注册一个回调函数用于处理特定的 I/O 事件。当事件发生时,操作系统会通知应用程序并调用相应的回调函数来处理该事件。这种模型通常使用异步 I/O 或者基于事件循环的框架(如 Node.js)来实现。
- 流式 I/O(Stream I/O):流式 I/O 模型将数据视为连续的流,并以流的形式进行读取和写入。应用程序可以按照顺序从流中读取数据或将数据写入流中,而无需关注底层的具体传输细节。这种模型常见于使用套接字进行网络通信的情况。