一、IO模型

　　1、IO模型分類

　　　　1.阻塞IO--------blocking IO

　　　　2.非阻塞IO------nonblocking IO

　　　　3. 多路復用IO------- multiplexing

　　　　4.信號驅動IO-------signal driven IO （工作中不會使用到，只是作為了解）

　　　　5.異步IO------- asynchronous IO

　　2、通常情況下IO默認操作分為兩個階段（默認都是阻塞IO）

　　　　1.準備等待數據階段，相當於請求操作系統是否有數據發送過來（調用IO操作）。

　　　　2.將數據從內核緩存拷貝到進程緩存中。

二、不同的IO操作

　　1、阻塞IO（blocking io）

　　　　1.在Linux系統中默認情況下所有的socket都是阻塞IO,如圖所示

　　　　2.阻塞IO工作原理（）：

　　　　　　當用戶進程調用了recvfrom這個系統調用（相當於用戶進程發送請求像操作系統要數據），kernel就開始了IO的第一個階段：準備　　　　數據。對於network io來說，很多時候數據在一開始還沒有到達，這個時候kernel就要等待足夠的數據到來。而在用戶進程這邊，整個　　　　進程會被阻塞。當kernel一直等到數據準備好了，它就會將數據從kernel中拷貝到用戶內存，然後kernel返回結果，用戶進程才解除　　　　　　block的狀態，重新運行起來。所以，blocking IO的特點就是在IO執行的兩個階段都被block了。

　　2、非阻塞IO

　　　　1.在Linux操作系統可以通過設置socket使其變為non-blocking。當對一個non-blocking socket執行讀操作時，流程是這個樣子

　　　　2.非阻塞IO工作原理：

　　　　　　從圖中可以看出，當用戶進程發出read操作時，如果kernel中的數據還沒有準備好，那麽它並不會block用戶進程，而是立刻返回一　　個error。從用戶進程角度講 ，它發起一個read操作後，並不需要等待，而是馬上就得到了一個結果。用戶進程判斷結果是一個error時，它　　就知道數據還沒有準備好，於是它可以再次發送read操作。一旦kernel中的數據準備好了，並且又再次收到了用戶進程的system call，那麽　　它馬上就將數據拷貝到了用戶內存，然後返回。所以，用戶進程其實是需要不斷的主動詢問kernel數據好了沒有。如果數據還沒準備好，此　　時會返回一個error。進程在接收到error後，可以幹點別的事情，然後再發起recvform系統調用。重復上面的過程，循環往復的進行recvform　　系統調用。這個過程通常被稱之為輪詢。輪詢檢查內核數據，直到數據準備好，再拷貝數據到進程，進行數據處理。需要註意，拷貝數據整　　個過程，進程仍然是屬於阻塞的狀態。

　　　　3.代碼原理：

　　　　3、IO多路復用

　　　　　　1、以上情況只能應用於一個server處理一個客戶sock，如果想讓一個server處理多個客戶sock那就要用到IO多路復用

　　　　　　2、多路復用流程圖：

　　　　　　　　當用戶進程調用了select，那麽整個進程會被block，而同時，kernel會“監視”所有select負責的socket，當任何一個socket中的　　　　　　數據準備好了，select就會返回。這個時候用戶進程再調用read操作，將數據從kernel拷貝到用戶進程。這個圖和blocking IO的圖　　　　　　其實並沒有太大的不同，事實上，還更差一些。因為這裏需要使用兩個system call (select 和 recvfrom)，而blocking IO只調用了一　　　　　　個system call (recvfrom)。但是，用select的優勢在於它可以同時處理多個connection，在IO multiplexing Model中，實際中，對於　　　　　　每一個socket，一般都設置成為non-blocking，但是，如上圖所示，整個用戶的process其實是一直被block的。只不過process是被　　　　　　select這個函數block，而不是被socket IO給block。

　　　　　　3.代碼實現原理：

　　　　　　4、利用selectors來實現IO的多路復用

　　　　　　5、註釋：在windows下只支持python中的select阻塞,而在linux下是三者都支持。我們通過selectors模塊python可以自動判斷

　　　　　　使用什麽阻塞方式。

　　　　　6、各個IO模型比較圖：

python基礎27 -----python進程終結篇-----IO模型