PHP7核心剖析之I/O模型

1.同步:我客戶端（C端呼叫者）一個功能，該功能沒有結束前，我死等結果。

2.非同步:我（c端呼叫者）呼叫一個功能，不知道該功能結果，該功能有結果後通知我，即回調通知

3.阻塞:就是調用我（s端被呼叫者，函數），我（s端被呼叫者，函數）沒有完全接受完資料或沒有得到結果之前，我不會回傳。

4.非阻塞:就是呼叫我（s端被呼叫者，函數），我（s端被呼叫者，函數）立即返回，得出結果後通知呼叫者

#五種I/O模型

(1) 阻塞I/O (Blocking I/O)

當使用者程式進行系統呼叫時，核心就開始了I/O的第一個階段，準備資料到緩衝區中，當資料都準備完成後，則將資料從核心緩衝區中拷貝到用戶進程的記憶體中，這時用戶進程才解除block的狀態重新運作。

(2) 非阻塞I/O (Non-Blocking I/O)

#使用者程序只有在第二個階段被阻塞了，而第一個階段沒有阻塞，但是在第一個階段中，用戶進程不需要盲等，不停的去輪詢內核，看數據是否準備好了，因此該模型是比較消耗CPU的。

(3) I/O復用（I/O Multiplexing)

#I/O執行的兩個階段都是使用者程式都是阻塞的，但是兩個階段是獨立的，在一次完整的I/O操作中，該用戶進程是發起了兩次系統呼叫。和阻塞I/O不同的是第一段可以等待多個描述符就緒

(4) 訊號驅動的I/O (Signal Driven I/O)

只有在I/O執行的第二階段阻塞了使用者流程，而在第一階段是沒有阻塞的。此模型在I/O執行的第一階段，當資料準備完成之後，會主動的通知使用者進程資料已經準備完成，也就是對使用者進程做一個回呼。該通知分為兩種，一為水平觸發，即如果用戶進程不響應則會一直發送通知，二為邊緣觸發，即只通知一次。

(5) 非同步I/O (Asynchrnous I/O)

#當使用者處理啟動系統呼叫後，立刻就可以開始去做它的事情，然後直到I/O執行的兩個階段都完成之後，核心會給用戶進程發送通知，告訴用戶進程操作已經完成了。

I/O多路復用技術

select

#(1).select()的機制中提供一fd_set的資料結構，每個元素都能與一打開的文件句柄（不管是Socket句柄，還是其他文件或命名管道或設備句柄）建立聯繫，建立聯繫的工作由程式設計師完成， 當調用select()時，由內核根據IO狀態修改fd_set的內容，由此來通知執行了select()的程序哪一Socket或檔案可讀或可寫。主要用於Socket通訊當中。

(2).程式執行select後，如果沒有資料輸入，程式會一直等待(阻塞時)，直到有資料為止，也就是程式中不需要循環和sleep。

(3).每次呼叫select，都需要把fd_set集合從用戶態拷貝到內核態，這個開銷在fd_set很多時會很大

(4).同時每次呼叫select都需要在內核遍歷傳遞進來的所有fd_set，這個開銷在fd_set很多時也很大

(5).select支援的檔案描述符數量太小了，預設是1024

poll

(1).poll的實作和select非常相似，只是描述fd_set集合的方式不同，poll使用pollfd鍊錶結構而不是select的fd_set結構，其他的都差不多。

(2).監視描述子個數無上限；

epoll/kqueue

(1).監視描述符個數無上限；

(2).效率提升，不是輪詢的方式，不會隨著fd數目的增加效率下降。只有活躍可用的fd才會呼叫callback函數；即epoll/kqueue最大的優點就在於它只管你「活躍」的連接，而跟連接總數無關，因此在實際的網路環境中，epoll/kqueue的效率就會遠高於select和poll。

(3).記憶體拷貝，利用mmap()檔案映射記憶體加速與核心空間的訊息傳遞；

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