(PHP7內核剖析-2) I/O模型

1.同步:我客戶端（C端調用者）一個功能，該功能沒有結束前，我死等結果。
2.異步:我（c端調用者）調用一個功能，不知道該功能結果，該功能有結果後通知我，即回調通知
3.阻塞:就是調用我（s端被調用者，函數），我（s端被調用者，函數）沒有徹底接受完數據或者沒有獲得結果以前，我不會返回。
4.非阻塞:就是調用我（s端被調用者，函數），我（s端被調用者，函數）當即返回，得出結果後通知調用者

五種I/O模型

(1) 阻塞I/O (Blocking I/O)

當用戶進程進行系統調用時，內核就開始了I/O的第一個階段，準備數據到緩衝區中，當數據都準備完成後，則將數據從內核緩衝區中拷貝到用戶進程的內存中，這時用戶進程才解除block的狀態從新運行。

(2) 非阻塞I/O (Non-Blocking I/O)

用戶進程只有在第二個階段被阻塞了，而第一個階段沒有阻塞，可是在第一個階段中，用戶進程不須要盲等，不停的去輪詢內核，看數據是否準備好了，所以該模型是比較消耗CPU的。

(3) I/O複用（I/O Multiplexing)

I/O執行的兩個階段都是用戶進程都是阻塞的，可是兩個階段是獨立的，在一次完整的I/O操做中，該用戶進程是發起了兩次系統調用。和阻塞I/O不一樣的是第一段能夠等待多個描述符就緒

(4) 信號驅動的I/O (Signal Driven I/O)

只有在I/O執行的第二階段阻塞了用戶進程，而在第一階段是沒有阻塞的。該模型在I/O執行的第一階段，當數據準備完成以後，會主動的通知用戶進程數據已經準備完成，即對用戶進程作一個回調。該通知分爲兩種，一爲水平觸發，即若是用戶進程不響應則會一直髮送通知，二爲邊緣觸發，即只通知一次。

(5) 異步I/O (Asynchrnous I/O)

當用戶進程發起系統調用後，馬上就能夠開始去作其它的事情，而後直到I/O執行的兩個階段都完成以後，內核會給用戶進程發送通知，告訴用戶進程操做已經完成了。

I/O多路複用技術

select

(1).select()的機制中提供一fd_set的數據結構，每個元素都能與一打開的文件句柄（無論是Socket句柄，仍是其餘 文件或命名管道或設備句柄）創建聯繫，創建聯繫的工做由程序員完成， 當調用select()時，由內核根據IO狀態修改fd_set的內容，由此來通知執行了select()的進程哪一Socket或文件可讀或可寫。主要用於Socket通訊當中。

(2).程序執行select後，若是沒有數據輸入，程序會一直等待(阻塞時)，直到有數據爲止，也就是程序中無需循環和sleep。

(3).每次調用select，都須要把fd_set集合從用戶態拷貝到內核態，這個開銷在fd_set不少時會很大

(4).同時每次調用select都須要在內核遍歷傳遞進來的全部fd_set，這個開銷在fd_set不少時也很大

(5).select支持的文件描述符數量過小了，默認是1024

poll

(1).poll的實現和select很是類似，只是描述fd_set集合的方式不一樣，poll使用pollfd鏈表結構而不是select的fd_set結構，其餘的都差很少。

(2).監視描述符個數無上限；

epoll/kqueue

(1).監視描述符個數無上限；(2).效率提高，不是輪詢的方式，不會隨着fd數目的增長效率降低。只有活躍可用的fd纔會調用callback函數；即epoll/kqueue最大的優勢就在於它只管你「活躍」的鏈接，而跟鏈接總數無關，所以在實際的網絡環境中，epoll/kqueue的效率就會遠遠高於select和poll。(3).內存拷貝，利用mmap()文件映射內存加速與內核空間的消息傳遞；