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102
docs/Computer_NetWork/计算机网络-总结.md
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@@ -807,100 +807,6 @@ proactor: 这有十个字节数据，收好了跟我说一声。
> 想要理解这两设计模式，还是要真正的学习设计模式。
# 五种IO模型的区别
> 从下面这两个文章总结的：
>
> * https://blog.csdn.net/sehanlingfeng/article/details/78920423
> * http://www.tianshouzhi.com/api/tutorials/netty/221
>
> 下面总结的地方如果有不懂的，看上面的文章内容
>
> 下面这两篇文章看起来不错，不过还没认真看：
>
> * https://blog.csdn.net/ocean_fan/article/details/79622956
> * https://blog.csdn.net/ZWE7616175/article/details/80591587
在这里，我们以一个网络IO来的read来举例，它会涉及到两个东西：一个是产生这个IO的进程，另一个就是系统内核(kernel)。当一个read操作发生时，它会经历两个阶段：
**阶段1：**等待数据准备
**阶段2：**将数据从内核拷贝到进程中
## 阻塞IO
​ 当用户进程进行recvfrom这个系统调用，内核就开始了IO的第一个阶段：等待数据准备。对于network io来说，很多时候数据在一开始还没有到达（比如，还没有收到一个完整的UDP包），这个时候**内核**就要等待足够的数据到来。而在用户进程这边，整 个进程会被阻塞。当**内核**一直等到数据准备好了，它就会将数据从**内核**中拷贝到用户内存，然后**内核**返回果，用户进程才解除 block的状态，重新运行起来。**所以，blocking IO的特点就是在IO执行的两个阶段都被block了。**
<img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/youthlql/lqlp@v1.0.0/computer_network/summary/0003.png" width=80%>
<img src="http://images.cnitblog.com/blog/405877/201411/142330286789443.png" width=70%>
## 非阻塞IO
1. 当用户进程发出read操作时，如果kernel中的数据还没有准备好，那么它并不会block用户进程，而是立刻返回一个error。
2. 从用户进程角度讲 ，它发起一个read操作后，并不需要等待，而是马上就得到了一个结果。用户进程判断结果是一个error时，它就知道数据还没有准备好。用户线程需要不断地发起IO请求，直到数据到达后，才真正读取到数据，继续执行。
3. 虽然用户线程每次发起IO请求后可以立即返回，但是为了等到数据，仍需要不断地轮询、重复请求，消耗了大量的CPU的资源。一般很少直接使用这种模型，而是在其他IO模型中使用非阻塞IO这一特性。
4. **所以，用户进程第一个阶段不是阻塞的,需要不断的主动询问内核数据好了没有；第二个阶段依然总是阻塞的。**
<img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/youthlql/lqlp@v1.0.0/computer_network/summary/0004.png" width=80%>
<img src="http://images.cnitblog.com/blog/405877/201411/142332004602984.png" width=70%>
## 多路复用IO
1. IO多路复用模型是建立在内核提供的多路分离函数select基础之上的，使用select函数可以避免同步非阻塞IO模型中轮询等待的问题。利用了新的select系统调用，由内核来负责本来是请求进程该做的轮询操作
2. 它的基本原理就是select /epoll这个函数会不断的轮询所负责的所有socket，当某个socket有数据到达了，就通知用户进程，正式发起read请求。
3. 从流程上来看，使用select函数进行IO请求和同步阻塞模型没有太大的区别，甚至还多了添加监视socket，以及调用select函数的额外操作，效率更差。但是，使用select以后最大的优势是用户可以在一个线程内同时处理多个socket的IO请求。用户可以注册多个socket，然后不断地调用select读取被激活的socket(也就是数据准备好了的socket)，即可达到在同一个线程内同时处理多个IO请求的目的。而在同步阻塞模型中，必须通过多线程的方式才能达到这个目的。
<img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/youthlql/lqlp@v1.0.0/computer_network/summary/0005.png" width=80%>
### select函数的其它好处
> handle_events：实现事件循环
>
> handle_event：进行读/写等操作
1. 使用select函数的优点并不仅限于此。虽然上述方式允许单线程内处理多个IO请求，但是每个IO请求的过程还是阻塞的（在select函数上阻塞），平均时间甚至比同步阻塞IO模型还要长。
2. 如果用户线程只注册自己感兴趣的socket或者IO请求，然后去做自己的事情，等到数据到来时再进行处理，则可以提高CPU的利用率。
3. IO多路复用模型使用了Reactor设计模式实现了这一机制。
4. 通过Reactor的方式，可以将用户线程轮询IO操作状态的工作统一交给handle_events事件循环进行处理。用户线程注册事件处理器之后可以继续执行做其他的工作（异步），而Reactor线程负责调用内核的select函数检查socket状态。当有socket被激活时(就是数据准备好的时候)，则通知相应的用户线程（或执行用户线程的回调函数），执行handle_event进行数据读取、处理的工作。
5. 由于select函数是阻塞的，因此多路IO复用模型也被称为异步阻塞IO模型。注意，这里的所说的阻塞是指select函数执行时线程被阻塞，而不是指socket。(一般在使用IO多路复用模型时，socket都是设置为NONBLOCK的，不过这并不会产生影响，因为用户发起IO请求时，数据已经到达了，用户线程一定不会被阻塞。)
<img src="http://images.cnitblog.com/blog/405877/201411/142333254136604.png" width=80%>
## 信号驱动IO
1. 在信号驱动IO模型中，当用户线程发起一个IO请求操作，会给对应的socket注册一个信号函数，然后用户线程会继续执行，当内核数据就绪时会发送一个信号给用户线程，用户线程接收到信号之后，便在信号函数中调用IO读写操作来进行实际的IO请求操作。
2. 这个一般用于UDP中，对TCP套接口几乎是没用的，原因是该信号产生得过于频繁，并且该信号的出现并没有告诉我们发生了什么事情
3. 信号驱动IO放佛很像异步IO，它的第一阶段不是阻塞的。但是很遗憾，它的数据拷贝阶段(第二阶段)，任然是阻塞的。
<img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/youthlql/lqlp@v1.0.0/computer_network/summary/0006.png" width=80%>
## 异步IO
1. 真正”的异步IO需要操作系统更强的支持。在IO多路复用模型中，由用户线程自行读取数据、处理数据。
2. 而在异步IO模型中，用户进程发起read操作之后，立刻就可以开始去做其它的事。
3. 而另一方面，从**内核**的角度，当它受到一个异步读之后，首先它会立刻返回，所以不会对用户进程产生任何阻塞。然后，内核会等待数据准备完成，然后将数据拷贝到用户内存，当这一切都 完成之后，**内核**会给用户进程发送一个信号，告诉它read操作完成了，用户线程直接使用即可。 在这整个过程中，进程完全没有被阻塞。
4. 异步IO模型使用了Proactor设计模式实现了这一机制。**(具体怎么搞得，看上面的文章链接)**
<img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/youthlql/lqlp@v1.0.0/computer_network/summary/0007.png" width=80%>
<img src="http://images.cnitblog.com/blog/405877/201411/142333511475767.png">
# select、poll、epoll的区别？
> select, poll, epoll 都是I/O多路复用的具体的实现，之所以有这三个存在，其实是他们出现是有先后顺序的。
@@ -927,11 +833,3 @@ poll本质上和select没有区别，采用**链表**的方式替换原有fd_set
# IO疑难点
https://blog.csdn.net/m0_38109046/article/details/89449305
https://www.zhihu.com/question/19732473
[漫画讲IO](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg3MjA4MTExMw==&mid=2247484746&idx=1&sn=c0a7f9129d780786cabfcac0a8aa6bb7&source=41&scene=21#wechat_redirect)