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IO多路复用

IO多路复用

作者: 7d972d5e05e8 | 来源:发表于2020-01-12 22:38 被阅读0次

    select,poll,epoll,kqueue,其实都是IO多路复用的实现。只是epoll和kqueue实现的效率,要比select和poll要高不少。
    补充1:为啥要删除“它们实现了IO多路复用”,这句话呢?
      其实IO多路复用,并不是操作系统提供的select,poll,epoll,kqueue四个系统调用就能实现的,多路复用应该是由上层应用来实现,只是这种实现需要依赖这4个系统调用的任意一个。这四个系统调用,只是给上层通知channel已就绪。本质上讲,这4个系统调用纯粹仅仅是事件通知的机制而已,由于通知的效率有高有低,就导致了它们的性能有高有低。

    比如:select和poll,通知上层调用方就绪事件的时候,仅仅是阻塞返回。具体哪个channel就绪了,需要上层挨个问一遍。在并发大的情况下,效率很低。
    而epoll,kqueue的系统调用,就是操作系统为了解决上面两的效率问题。在有channel就绪后,保存起来就绪的channel,然后通知上层调用方。上层直接就能获取就绪列表,一下子就得到了就绪的channel,效率贼高。

    你瞧,它们4个其实都可以通知到上层调用方,仅仅是用来通知。而线程复用这种东西,操作系统是无法介入的,毕竟这是应用层面的事情。所以,我们应用层可以选择单线程来复用,或者选择线程池来复用,甚至可以选择BIO那种模式就绪一个创建一个线程(这种就没复用性可言了)。

    总结一下:说这4个系统调用就是IO多路复用的,是不准确的。真正实现了IO多虑复用的是:netty这种应用层面实现了epoll模式的框架(当然netty用了poll模式的,也可以叫多路复用,只是效率不一样罢了)。

    我的理解:NIO其实只是一种同步非阻塞IO的统称,NIO可以用上面的四个方式其中任何一个来实现。它都可以满足NIO的需求:同步非阻塞,且多路复用。
    ps:不知道对不对。

    IO多路复用,和阻塞IO,非阻塞IO,是不同的概念,他们是两个维度的东西。

    IO多路复用,复用的是啥?
    答:复用的IO处理线程,不是连接的channel。一台服务器可以连接成千上万个channel,这个是由于操作系统决定的。比如:epoll可以支持几乎无限的channel。但是select和poll,只能最大支持1024个channel。处理IO的线程,可以复用,比如:不同channel的事件,可以用对应数量的线程池。

    二、NIO和BIO的区别

    两者的区别,主要体现在系统调用接口是阻塞还是非阻塞。比如早期版本,liunx内核只提供了阻塞read和write的系统调用,那么上层应用只能使用BIO模型。后面linux内核升级,提供了非阻塞read和write系统调用,应用才实现NIO模型。

    NIO模型的关键并不在于事件驱动或者多路复用。没有这两项技术,只要linux内核提供了非阻塞接口,那么就可以实现NIO。大不了应用程序多耗费些cpu时间,定时进行系统调用向linux询问数据有无准备好。

    1. 有了事件驱动,应用线程就可以不用定时主动询问了。数据准备好了,系统通知应用读取。这样效率更高,节约cpu资源。
    2. 有了多路复用,服务器单个线程就可以趁其他sokect还没准备好,去执行其他准备好了的sokect。这样单个线程就能支持更大的并发量了,还是用来提高资源利用率。

    所以说,NIO和BIO的区别并不在是否使用了事件驱动或者多路复用技术,没它们NIO照样可以实现。只是加了上面两个技术,能进一步提高资源利用率,NIO才有用武之地。

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