BIO和NIO分析

IO模型分类

    同步阻塞
    同步非阻塞
    异步非阻塞
    没有异步阻塞模型      异步情况下一定不会被阻塞

BIO流程分析

       

      

     

     nat转换导致客户端和服务端无法建立三次握手

     增加一条路由规则,不使用默认的nat转换地址

     

     线程池的好处

     

    BIO缺点

      accept阻塞
      recv 阻塞
      因为阻塞,所以需要创建的线程过多
      老版本的内核程序

NIO模型分析

       new IO
       nonblock IO
       一个线程就可以处理多个连接和接收数据
      内核程序在BIO上进行的优化

        

        

    NIO的优点和缺点

           NIO是全路调用,每一次系统调用只能返回一路IO的数据状态

           

          read和recv系统调用在所有的IO模型中是必须要有的,所以我们要优化的点不是read和recv系统调用本身,而是尽量减少一些无效调用的次数。

          1.只对有数据的fd进行read和recv的系统调用

          2.一次系统调用可以返回多个fd的数据

多路复用模型分析

        一次系统调用返回多个IO路的数据到达状态

         

       select和poll多路复用器      

       缺点
           1.每次都要重新传递所有的fds
           2.每次内核被调用后都会触发一个遍历fds全量的复杂度

      IO模型和线程处理模型的区别
        IO模型只处理到4层
        线程处理模型是7层 通过多线程的方式处理从内核缓存中接收到的数据
        两者之间的同步和异步概念是不一样的    

         

         

         

         

   epoll的机制

           

            

     epoll
         3个系统调用

       epoll_create
          返回一个文件描述符,在内核中开辟一个内存空间用来保存所有的fds

       epoll_ctl
         通过epoll_create返回的fd,来对fd对应的内核空间增删改fds
         把fd空间对应的fds中有状态的fd迁移到一个链表中

      epoll_wait
         实时的返回epoll_ctl操作后的链表集合
         epoll返回的依然是fds集合,但是fd对应的数据还是需要有程序自己读取
         所以epoll也是同步IO模型

    select,poll,epoll的共同点
        内核维护着所有的fd信息
        内核会通过中断完成所有fd的状态的设置,并且把网卡的数据拷贝的内核空间都会触发中断回调
        cpu会根据中断把网卡缓存中的数据包拷贝到fd的内核缓冲去
   epoll
       在中断回调扩展把有数据到达的fd文件描述符拷贝到一个链表中
       调用epoll_wait的时候就不要循环遍历整个程序的fds
       而只需要把整个链表中的fds取走就行
       这就是epoll比select,poll效率高的原因