IO模型和多路复用

一、IO模型的基础理解

什么是IO？

IO全称是 Input/Output（输入/输出），在计算机科学里主要指程序与外部设备（硬盘、网络、用户终端等）进行数据交换的操作。首要特点是：

• IO通常很慢（从CPU和内存的视角看）
• 经常需要等待外部设备响应

1. 为什么要谈IO模型？

当一个程序需要读写数据（比如网络服务器接收请求，或者读取硬盘文件），操作系统必须处理这些操作的细节，尤其涉及到“等待”。

假设你的程序是单线程的，如果你直接调用阻塞IO函数，比如 read() 从网络读数据：

• 如果数据没到，程序就卡住等待，什么都干不了。
• 这样程序效率低下，不能同时处理大量IO请求。

所以应用程序和操作系统设计了不同的“IO模型”来解决这个问题：让程序更高效地处理IO，避免堵塞，能够同时处理多个客户端请求。

2. IO模型分类

常见的IO模型主要有：

1. 阻塞IO（Blocking IO）
2. 非阻塞IO（Non-blocking IO）
3. IO复用（Multiplexing IO）
4. 信号驱动IO（Signal-driven IO）
5. 异步IO（Asynchronous IO）

二、每种IO模型详细解释和代码示例