第95p，最常見的4種網路IO模型

大家好，我是

楊數

Tos

，這是《從零基礎到大神》系列課程的第95篇文章，第三階段的課程：Python進階知識：網路程式設計的IO模型知識。

IO模型描述的是程式等待使用者輸入時處理資料的方式。

注：本文只涉及網路IO模型，IO模型有多種，這裡只介紹4種常見的IO模型。

一、阻塞IO

阻塞IO可以稱為“一根筋”，

當呼叫recv（）函式時，系統首先查是否有準備好的資料。

如果資料沒有準備好，那麼系統就處於等待狀態。

當資料準備好後，將資料從系統緩衝區複製到使用者空間，然後該函式返回。在套接應用程式中，當呼叫recv（）函式時，未必使用者空間就已經存在資料，那麼此時recv（）函式就會處於等待狀態。

二、非阻塞IO

非阻塞IO就比較靈活一點，提交請求後，無論是否有資料，都會立刻得到一個結果 ；

等待資料階段（accept），就不會影響程式的執行；

1、傳送請求accept，無論什麼情況，都會給一個recv；

2、因為一直是在執行態與就緒態之間，CPU不會處於IO阻塞狀態。

三、IO多路複用

IO多路複用是由作業系統提供一個監管機制，能夠監管socket物件和conn物件，只要有人觸發了，立刻就返回可執行的物件；

但當監管的物件只有一個的時候，IO多路複用的效率比阻塞IO還低；

不過，IO多路複用可以同時監管N個物件；

這個監管機制是由作業系統提供的，常見的監管機制有select機制（wint和linux都有）、epoll機制（只有linux有，epoll就是非同步回撥機制）；

注：select和poll都可以監管多個物件，但是poll可以監管更多的物件。

四、非同步IO

應用只需要向核心傳送一個read請求，告訴核心它要讀取資料後即刻返回；

核心收到請求後會建立一個訊號聯絡，當資料準備就緒，核心會主動把資料從核心複製到使用者空間，等所有操作都完成之後；

核心會發起一個通知告訴應用，我們稱這種模式為非同步IO模型。

在Python中實現非同步的方式也比較簡單，使用async和await關鍵字就可以輕鬆實現非同步。

Pythin中常用的非同步框架，包括：sanic、tornado、Twisted。

其實，IO模型更重要的是理解其中的概念，具體的執行過程和專業術語不需要死記硬背。

阻塞IO模型是一根筋，傳送請求，必須等到資料，否則它會一直在等；

非阻塞IO模型很靈活，傳送請求，不管有沒有資料它都會返回結果；

IO多路複用是“大戶人家”，一個人搞不定，那我招幾萬個“人”來幫忙不就行了嗎？（多執行緒）

非同步IO是時間管理大師，把N個執行緒管理的有條不紊、井然有序。

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