从上图可知，同步 IO 必须等待内核把 IO 操作处理完成后才返回。而异步 IO 不必等待 IO 操作完成，而是向内核发起一个 IO 操作就立刻返回，当内核完成 IO 操作后，会通过信号的方式通知应用程序。
阻塞与非阻塞主要是程序等待消息通知时的状态角度来说的。阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起，一直处于等待消息通知，不能够执行其他业务。
Java里面的IO模型种类较多，主要包括BIO，NIO和AIO，每个IO模型都有不一样的地方，那么这些IO模型是如何演变呢，底层的原理又是怎样的呢？ 本文我们就来聊聊。
Reactor 与 Proactor 模型是近几年技术领域频频提到的两个设计模式，那么，究竟什么是 Reator，什么又是 Proactor，他们之间有什么异同呢？ 本文就来详细介绍一下。
下图是根据同步、异步、阻塞、非阻塞四个指标总结的Linux下四个象限的I/O通信模式。
从JDK 7版本开始，Java新加入的文件和网络io特性称为nio2(new io 2, 因为jdk1.4中已经有过一个nio了)，包含了众多性能和功能上的改进，其中最重要的部分，就是对异步io的支持，称为Java AIO(asynchronous IO)。 因为AIO的实施需充分调用OS参与，IO需要操作系统支持、并发也同样需要操作系统的支持，所以性能方面不同操作系统差异会比较明显。所以本文也附带介绍了Linux 2.6及以后版本新增的AIO特性（因为这跟Java AIO是对应关系）。 Java AIO
本文试图理清楚几种IO模型的根本性区别，同时分析了为什么在Linux网络编程中最好要用非阻塞式IO？
ReadMore: Merge tag rust-v6.1-rc1 of https://github.com/Rust-for-Linux/linux
libgo 是一个使用 C++ 编写的协作式调度的stackful协程库, 同时也是一个强大的并行编程库。 设计之初是为高并发分布式Linux服务端程序开发提供底层框架支持，可以让链接进程序的同步的第三方库变为异步库，不影响逻辑的前提下提升其性能。 目前支持两个平台： Linux (GCC 4.8+) Windows (Win7、Win8、Win10 x86 and x64 使用VS2013/2015编译) 使用libgo编写并行程序，即可以像golang一样开发迅速且逻辑简洁，又有C++原生的性能优势。
除了读取和写入设备外，大部分驱动程序还需要另外一种能力，即通过设备驱动程序执行各种类型的硬件控制。比如弹出介质，改变波特率等等。这些操作通过ioctl方法支持，该方法实现了同名的系统调用。
POSIX AIO 是在用户控件模拟异步 IO 的功能，不需要内核支持，而 linux AIO 则是 linux 内核原声支持的异步 IO 调用，行为更加低级。
🌊2.1 std::async（异步执行） 到 future get 直接调用会如何抛异常
今天这一节严格意义上其实不能算一个章节而应该是一个番外篇。因为通过前面翔实而又丰富的内容中，我认为大家已经具备了可以理解[ 同步、异步、阻塞、非阻塞 ]的条件了。这TM四个名词不仅每个单拎出来恶心人，而且TA们之间还会相互组合产生四个更让人恶心的名词：
Linux 异步 I/O 是 Linux 内核中提供的一个相当新的增强。它是 2.6 版本内核的一个标准特性，但是我们在 2.4 版本内核的补丁中也可以找到它。AIO 背后的基本思想是允许进程发起很多 I/O 操作，而不用阻塞或等待任何操作完成。稍后或在接收到 I/O 操作完成的通知时，进程就可以检索 I/O 操作的结果。
同步：程序从上往下执行 异步：程序从上往下执行会有多个分支共同执行（即开多个线程）。
User space（用户空间）和 Kernel space（内核空间）。Linux里面这么设计的目的主要是为了安全，即使用户空间崩溃了，内核也不受影响。所以在Linux世界，进程不能直接访问硬件设备，当进程需要访问硬件设备(比如读取磁盘文件，接收网络数据等等)时，必须由用户态模式切换至内核态模式，通过系统调用访问硬件设备。
上一篇文章 主要分析了 Linux 原生 AIO 的原理和使用，而这篇要介绍的是 Linux 原生 AIO 的实现过程。
linux 中最常用的 IO 模型是同步 IO，在这个模型中，请求发出后应用程序会阻塞直到满足条件（阻塞 IO），或在不满足条件的情况下立即返回出错（非阻塞 IO），这样做的好处是程序在等待 IO 请求完成时不会占用 CPU。 POSIX 定义了异步 IO 应用程序接口（AIO API），linux 2.6 以上版本的内核也实现了内核级别的异步 IO 调用。 异步 IO 的基本思想是允许进程发起很多 IO 操作，而不用阻塞任何一个，也不用等待任何操作的完成，直到 IO 操作完成时，进程可以检索 IO 操作的结果。
周日午后，刚刚放下手里的电话，正在给刚刚的面试者写评价。刚刚写到『对Linux的基本IO模型理解不深』这句的时候，女朋友突然出现。
Java 中的 BIO、NIO和 AIO 理解为是 Java 语言对操作系统的各种 IO 模型的封装。
在这篇博客中，我们将探讨Linux底层的几种IO（输入/输出）方式，为鸿蒙开发者提供一个清晰的理解。本文将详细介绍阻塞IO、非阻塞IO、I/O多路复用、信号驱动IO及异步IO等概念，旨在帮助开发者优化鸿蒙应用性能。关键词：鸿蒙OS、Linux、IO模型、阻塞非阻塞、IO多路复用、性能优化。
Linux/Unix五种I/O模型 内容来源，侵删。 游双-《Linux高性能服务器编程》 牛客网-Linux高并发服务器开发 ---- 阻塞-blocking 调用者调用了某个函数，然后等待这个函数返回，在这期间什么都不做，不停的去检查这个函数有没有返回，应用程序必须等这个函数返回才能进行下一步的动作。 即，针对阻塞I/O执行的系统调用可能因为无法立即完成而被操作系统挂起，直到等待的时间发生为止，才可以继续执行下一步的操作。 可能被阻塞的系统调用包括accept、send、rec
IO的阻塞与同步 IO即输入/输出（Input/Output）。每个应用系统都少不了交互，或多或少都会产生数据，而它们的核心：IO，其性能的发展明显落后于 CPU 。对于高性能、高并发的应用系统来说，回避IO瓶颈进而提升性能是至关重要的。 阻塞与非阻塞 一般来说，IO模型可以分为阻塞/非阻塞及同步/异步。先从简单的阻塞/非阻塞模型说起。 阻塞IO：用户进程发起IO操作后，必须等待IO操作完成才能继续运行。通信协议中的 Socket 编程，为了简单起见，也使用的这种方式。但这种方式会造成CPU大量闲置，系
Linux环境编程对于初学者来说，必须深刻理解重点概念才能更好地编写代码，实现业务功能，下面就几个重要的及常用的知识点进行说明。搞懂这几个概念后以免在将来的编码出现混淆。 系统调用 ❝所有的操作系统在其内核里都有一些内建的函数，这些函数可以用来完成一些系统级别的功能。在Linux系统使用的这样的函数叫做“系统调用”，英文是systemcall。这些函数代表了从用户空间到内核空间的一种转换。 ❞ 系统调用是Linux操作系统提供的服务，是编写应用程序与内核之间通信的接口，也就是我们所说的函数。相对于普通的函数
不是吹牛，理论上完全可以达到。 （以下参考值皆是Linux平台上） 1，Linux单个进程可以维持的连接数(fd)理论值是通过ulimit -a设置，或在server内使用setrlimit()设置，具体最大是多少？我看我的64机上是64bits的一个数值，所以，权且认为理论上是2^64-1。 anyway，几百万不是问题。 2，TCP连接数。因为是Server端，不用向系统申请临时端口，只占fd资源。所以tcp连接数不受限制。 3，维持连接当然需要内存消耗，假如每个连接（fd），我们为其分配5k
Proactor是常见的网络AIO模型。和Reactor的区别在于同步/异步。问题在于windows没有好的NIO,而Linux又没动力实现AIO，所以Reactor占多数。
Libevent、libev、libuv三个网络库，都是c语言实现的异步事件库Asynchronousevent library）。
这是05年的老文章，网上应该有人早就翻译过了，我翻译它仅仅为了学习Reactor/Proactor两种TCP服务器设计模式，顺便作翻译练习。
缓冲I/O是指通过标准库缓存来加速文件的访问，而标准库内部再通过系统调度访问文件。带缓存I/O也叫标准I/O，它符合ANSI C的标准I/O处理，是不依赖系统内核的，所以移植性是比较强的，在使用标准I/O操作的时候为了减少对read()、write()系统调用次数，带缓存I/O就是在用户层再建立一个缓存区，这个缓存区的分配和优化长度等细节都是标准I/O库处理好的，用户不用去关心。
看了一些文章，发现有很多不同的理解，可能是因为大家入切的角度、环境不一样。所以，我们先说明基本的IO操作及环境。
在设备驱动中使用异步通知可以使得对设备的访问可进行时，由驱动主动通知应用程序进行访问。因此，使用无阻塞I/O的应用程序无需轮询设备是否可访问，而阻塞访问也可以被类似“中断”的异步通知所取代。异步通知类似于硬件上的“中断”概念，比较准确的称谓是“信号驱动的异步I/O”。 1、异步通知的概念和作用 影响：阻塞–应用程序无需轮询设备是否可以访问 非阻塞–中断进行通知 即：由驱动发起，主动通知应用程序 2、linux异步通知编程 2.1 linux信号 作用：linux系统中，异步通知使用信号来实现 函数原型为：
linux操作系统包含了五种IO模型，各种上层编程语言或者网络编程框架的上层实现都是基于操作系统的这些IO实现来实现的。
Netty和Tomcat最大的区别就在于通信协议，Tomcat是基于Http协议的，他的实质是一个基于http协议的web容器，但是Netty不一样，他能通过编程自定义各种协议，因为netty能够通过codec自己来编码/解码字节流，完成类似redis访问的功能，这就是netty和tomcat最大的不同。
在Linux操作系统中，I/O（输入/输出）模型是一套定义如何处理数据读写的机制，它对系统性能有着重要影响。为了适应不同的应用场景和性能需求，Linux抽象出了多种I/O模型。每种模型都有其独特的特点、底层原理、优劣势以及适用场景。🤓
我们知道Tornado 优秀的大并发处理能力得益于它的 web server 从底层开始就自己实现了一整套基于 epoll 的单线程异步架构，其他 web 框架比如Django或者Flask的自带 server 基本是基于 wsgi 写的简单服务器，并没有自己实现底层结构。而tornado.ioloop 就是 tornado web server 最底层的实现。
很多的小伙伴，被java IO 模型，搞得有点儿晕，一会儿是4种模型，一会儿又变成了5种模型。
aio_return 异步 I/O 和标准块 I/O 之间的另外一个区别是我们不能立即访问这个函数的返回状态，因为我们并没有阻塞在 read 调用上。在标准的 read 调用中，返回状态是在该函数返回时提供的。但是在异步 I/O 中，我们要使用 aio_return 函数。这个函数的原型如下： ssize_t aio_return( struct aiocb *aiocbp ); 只有在 aio_error 调用确定请求已经完成（可能成功，也可能发生了错误）之后，才会调用这个函数。aio_return 的返回值就等价于同步情况中 read 或 write 系统调用的返回值（所传输的字节数，如果发生错误，返回值就为 -1）。 aio_write aio_write 函数用来请求一个异步写操作。其函数原型如下： int aio_write( struct aiocb *aiocbp ); aio_write 函数会立即返回，说明请求已经进行排队（成功时返回值为 0，失败时返回值为 -1，并相应地设置 errno）。 这与 read 系统调用类似，但是有一点不一样的行为需要注意。回想一下对于 read 调用来说，要使用的偏移量是非常重要的。然而，对于 write 来说，这个偏移量只有在没有设置 O_APPEND 选项的文件上下文中才会非常重要。如果设置了 O_APPEND，那么这个偏移量就会被忽略，数据都会被附加到文件的末尾。否则，aio_offset 域就确定了数据在要写入的文件中的偏移量。 aio_suspend 我们可以使用 aio_suspend 函数来挂起（或阻塞）调用进程，直到异步请求完成为止，此时会产生一个信号，或者发生其他超时操作。调用者提供了一个 aiocb 引用列表，其中任何一个完成都会导致 aio_suspend 返回。 aio_suspend 的函数原型如下： int aio_suspend( const struct aiocb *const cblist[], int n, const struct timespec *timeout ); aio_suspend 的使用非常简单。我们要提供一个 aiocb 引用列表。如果任何一个完成了，这个调用就会返回 0。否则就会返回 -1，说明发生了错误。请参看清单 3。 清单 3. 使用 aio_suspend 函数阻塞异步 I/O struct aioct *cblist[MAX_LIST] /* Clear the list. */ bzero( (char *)cblist, sizeof(cblist) ); /* Load one or more references into the list */ cblist[0] = &my_aiocb; ret = aio_read( &my_aiocb ); ret = aio_suspend( cblist, MAX_LIST, NULL ); 注意，aio_suspend 的第二个参数是 cblist 中元素的个数，而不是 aiocb 引用的个数。cblist 中任何 NULL 元素都会被 aio_suspend 忽略。 如果为 aio_suspend 提供了超时，而超时情况的确发生了，那么它就会返回 -1，errno 中会包含 EAGAIN。 aio_cancel aio_cancel 函数允许我们取消对某个文件描述符执行的一个或所有 I/O 请求。其原型如下： int aio_cancel( int fd, struct aiocb *aiocbp ); 要取消一个请求，我们需要提供文件描述符和 aiocb 引用。如果这个请求被成功取消了，那么这个函数就会返回 AIO_CANCELED。如果请求完成了，这个函数就会返回 AIO_NOTCANCELED。 要取消对某个给定文件描述符的所有请求，我们需要提供这个文件的描述符，以及一个对 aiocbp 的 NULL 引用。如果所有的请求都取消了，这个函数就会返回 AIO_CANCELED；如果至少有一个请求没有被取消，那么这个函数就会返回 AIO_NOT_CANCELED；如果没有一个请求可以被取消，那么这个函数就会返回 AIO_ALLDONE。我们然后可以使用 aio_error 来验证每个 AIO 请求。如果这个请求已经被取消了，那么 aio_error 就会返回 -1，并且 errno 会被设置为 ECANCELED。 lio_listio 最后，AIO 提供了一种方法使用 lio_listio API 函数同时发起多个传输。这个函数非常重要，因为这意味着我们可以在一个系统调用（一次内核上下文切换
服务器端编程，经常需要构造高性能的网络应用，需要选用高性能的IO模型，这也是通关大公司面试必备的知识。
从基础讲起，IO的原理和模型是隐藏在编程知识底下的，是开发人员必须掌握的基础原理，是基础的基础，更是通关大厂面试的必备知识。
Linux内核将所有的外部设备当做一个文件来操作，对文件的读写操作会调用内核的系统命令，返回一个文件描述符（file descriptor，fd）。而对socket的读写也有相应的描述符，称为socketfd。描述符就是一个数字，指向内存中的一个结构体（文件路径或者数据区等）
io_submit、io_setup和io_getevents是LINUX上的AIO系统调用。这有一个非常特别注意的地方——传递给io_setup的aio_context参数必须初始化为0，在它的man手册里其实有说明，但容易被忽视，我就犯了这个错误，man说明如下：
微软的代号为Casablanca的C++ REST SDK已经基于Apache许可证开源。它被描述为“微软为了以原生代码支持基于云的客户端/服务器通信所做的努力，采用了现代异步C++ API设计”。该产品使用C++11实现，微软希望提供一种更简单的编写客户端HTTP代码的方法。 Casablanca支持多个平台，除了Windows 7、Windows 8之外还支持Linux。微软的开发人员Artur Laksberg提到，对WinXP和Vista的支持正在开发之中。该产品的另一个亮点是支持异步操作。微软在公
很多对技术有追求的读者朋友，做到一定阶段后都希望技术有所精进。有些读者朋友可能会研究一些中间件的技术架构和实现原理。比如，Nginx为什么能同时支撑数万乃至数十万的连接？为什么单工作线程的Redis性能比多线程的Memcached还要强？Dubbo的底层实现是怎样的，为什么他的通信效率非常高？
清·俞樾《湖楼笔谈》六：“盖诗人用意之妙，在乎深入显出。入之不深，则有浅易之病；出之不显，则有艰涩之患。”
基于i.MX6ULL平台设计实现掉电检测功能，首先选择一路IO，利用IO电平变化触发中断，在编写驱动时捕获该路GPIO的中断，然后在中断响应函数中发送信号通知应用程序掉电发生了。
最近在读一本<<软件架构设计:大型网站技术架构与业务融合之道>>,它就像是把你平时一点点积累的知识有条理且有深度的整合。一步一步的将读者断断续续的知识接起来。以下文章是记录书本中的一些知识并加以拓展。
连接数高的情况下:阻塞 -> 耗资源、效率低。 阻塞意味着等待，等待就会一直占用该线程，当连接数高时，大多线程又在等待，就会耗尽系统的线程资源。
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