經過IO模型帶來的思考

IO模型

對於IO，咱們常常能夠聽到諸如同步阻塞IO，同步非阻塞IO，異步IO等等，那麼什麼是異步/同步，什麼是阻塞/非阻塞？首先一次IO在UNIX系統中分爲兩個步驟

1.發起IO請求：用戶線程向操做系統內核發起IO請求

2.執行IO操做：當內核準備好數據能夠提交給發起IO請求的線程

阻塞/非阻塞的區別：發起IO請求以後會一直等待直到獲取數據則是阻塞，不然是非阻塞

同步/異步的區別：獲取到的數據是本身主動拿到的則是同步，是被動拿到的則是異步

下面我用取快遞這個例子來介紹一下UNIX的五種IO模型

衆所周知吸管喝飲料分爲兩個步驟：1.打開快遞櫃（發起IO請求），2.取走快遞（執行IO操做）

同步&阻塞IO

打開快遞櫃（發起IO請求），若是快遞櫃裏沒有東西（內核沒有準備好數據），則一直等在快遞櫃旁等快遞來（阻塞直到內核準備好數據），快遞櫃有了快遞則取走（用戶線程讀取內核中的數據）。

整個流程除了拿快遞，等快遞不能作其餘事

同步&非阻塞IO

打開快遞櫃（發起IO請求），若是快遞櫃裏沒有東西（內核沒有準備好數據），則立刻作其餘事情每隔一段時間就去快遞櫃裏打開看看是否有快遞（輪詢內核是否準備好數據），快遞櫃有了快遞則取走（用戶線程讀取內核中的數據）。

儘管這個模型相對同步阻塞IO效率有必定提高，可是大量的無用輪詢形成了CPU的空轉，不多使用這種IO模型

同步&多路複用IO

須要同時取N個快遞，派一我的幫你監視快遞櫃，告訴他你想要哪一個快遞好比告訴他我要天貓的快遞，而後這個監視者一直站在快遞櫃旁邊等待天貓快遞到來並簽收，咱們只須要向這個監視者拿快遞就好了。

這個模型中，監視者就是咱們Java NIO中的Selector，一個線程阻塞同時監管多個線程鏈接狀態，返回給調用者鏈接狀態知足所註冊的狀態條件鏈接線程。

同步&信號驅動IO

在快遞櫃上寫上本身的手機號（回調函數），當快遞送過來的時候直接給我打電話（執行回調函數），而後我去取快遞。

異步IO

假設收快遞的是一個國王，只須要叫一聲 我想要收到個人快遞，剩下的都不用國王本身操心了，會派人去快遞櫃門口等快遞，而後會有人幫忙把快遞送到手上（用戶線程）

思考

其實同步異步/阻塞非阻塞並不是只是在計算機的世界裏有，在互聯網時代，大部分的場景都在經歷IO模型之間的轉變

網購/外賣：就是一種異步IO，商品（數據）從賣家/餐廳（內核態）被送貨員送到家（線程態），傳統的從家裏到餐廳而後吃飯，吃了回家，就是一種典型的同步阻塞IO。

滴滴打車：是一種信號驅動IO，在滴滴上下單事後就只需等待滴滴軟件提示（回調函數）已經分配好司機而且正在來接你。傳統的方式則是本身要在路口等出租車/公交車，同步阻塞IO。

微信/短信：非阻塞同步IO，要通知其餘人直接把信息發出去就不用管了，一段時間去看看對方是否有回覆（輪詢）。而傳統的打電話則要確保對方接聽並將信息告知對方，同步阻塞IO。

種植業：多路複用IO，好比farmer天天去看果園哪些蘋果紅了（知足註冊的條件）就將紅蘋果收下來。若是種植業機械化程度夠高，則能夠變成異步IO的模式，種植，澆水，收割所有由機器完成。

等等

社會上全部可以提高效率的場景，基本能夠用IO模型去進行思考，演進過程也大體是從同步—》異步，阻塞—》非阻塞