简述Linux 内核 IO 模型 ？

Linux内核IO模型是指在Linux系统中，用户进程和内核进行输入输出操作的方式。这些模型决定了数据在内核空间和用户空间之间传输的方式，以及进程在等待数据过程中的行为。以下是Linux内核中常见的五种IO模型及其简述：

1. 阻塞IO（Blocking IO）：

   • 当用户进程发起一个IO请求（例如读取文件或网络数据）后，内核会等待数据就绪或IO操作完成。
   • 在此期间，用户进程会被阻塞，无法进行其他操作，直到IO操作完成并返回结果。
   • 阻塞IO模型实现简单，但效率较低，因为进程在等待数据的过程中无法执行其他任务，导致CPU资源的浪费。

2. 非阻塞IO（Non-blocking IO）：

   • 用户进程发起IO请求时，如果数据未就绪，内核会立即返回一个错误码，而不是让进程等待。
   • 用户进程可以继续执行其他任务，并通过轮询的方式不断检查IO操作是否完成。
   • 非阻塞IO模型避免了进程的阻塞，但轮询会消耗大量的CPU资源，因此也不适用于高并发场景。

3. IO复用（IO Multiplexing）：

   • 通过select、poll、epoll等系统调用来监听多个文件描述符的IO事件。
   • 当某个文件描述符上的IO事件就绪时，内核会通知用户进程进行相应的IO操作。
   • IO复用模型可以同时监听多个文件描述符，提高了IO效率，适用于高并发场景。

4. 信号驱动IO（Signal-driven IO）：

   • 当用户进程发起IO请求时，内核会告诉进程通过信号通知的方式来获取IO操作的结果。
   • 当数据就绪或IO操作完成时，内核会发送一个信号给用户进程，用户进程收到信号后再进行数据的处理。
   • 信号驱动IO模型避免了进程的阻塞，但实现相对复杂，且需要处理信号相关的逻辑。

5. 异步IO（Asynchronous IO）：

   • 用户进程发起IO请求后，立即返回并继续执行其他任务。
   • 当IO操作完成时，内核会通知用户进程，用户进程再处理IO操作的结果。
   • 异步IO模型完全避免了进程的阻塞，且不需要轮询或信号处理，实现了真正的异步操作，适用于高并发、高性能要求的场景。

这些IO模型在Linux系统中各有优缺点，适用于不同的应用场景。在选择使用哪种模型时，需要根据具体的应用需求和系统环境进行权衡。