初识 IO多路复用

    技术2022-07-13  75

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    下面的例子来自知乎。 I/O多路复用技术(multiplexing)是什么?

    下面举一个例子,模拟一个tcp服务器处理30个客户socket。 假设你是一个老师,让30个学生解答一道题目,然后检查学生做的是否正确,你有下面几个选择: (a)第一种选择:按顺序逐个检查,先检查A,然后是B,之后是C、D。。。这中间如果有一个学生卡主,全班都会被耽误。 这种模式就好比,你用循环挨个处理socket,根本不具有并发能力。 (b)第二种选择:你创建30个分身,每个分身检查一个学生的答案是否正确。 这种类似于为每一个用户创建一个进程或者线程处理连接。 (c)第三种选择,你站在讲台上等,谁解答完谁举手。这时C、D举手,表示他们解答问题完毕,你下去依次检查C、D的答案,然后继续回到讲台上等。此时E、A又举手,然后去处理E和A。。。 这种就是IO复用模型,Linux下的select、poll和epoll就是干这个的。将用户socket对应的fd注册进epoll,然后epoll帮你监听哪些socket上有消息到达,这样就避免了大量的无用操作。此时的socket应该采用非阻塞模式。 这样,整个过程只在调用select、poll、epoll这些调用的时候才会阻塞,收发客户消息是不会阻塞的,整个进程或者线程就被充分利用起来,这就是事件驱动,所谓的reactor模式。

    IO分为两种:

    磁盘IO网络IO

    IO多路复用模型:

    多路:表示多个TCP连接。 复用:表示公寓一个线程或进程。

    优点:系统开销小,不必尾货过多的线程或进程。

    IO多路复用的核心是可以同时处理多个连接请求,为此使用了两个系统调用,分别是:

    select/poll/epoll–模型机制:可以监视多个描述符(fd),一旦某个描述符就绪(读/写/异常)就能通知程序进行相应的读写操作。读写操作都是自己负责的,也即是阻塞的,所以本质上都是同步(堵塞)IO。Redis支持这三种机制,默认使用epoll机制。recvfrom–接收数据。

    而blocking IO只调用了recvfrom,所以在连接数不高的情况下,blocking IO的性能不一定比IO多路复用差。

    IO多路复用的三种实现机制:

    select机制。poll机制。epoll机制。

    具体情况见 IO多路复用:Redis中经典的Reactor设计模式

    [1] I/O多路复用技术(multiplexing)是什么? [2] IO多路复用:Redis中经典的Reactor设计模式

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