IO

IO原理与主要IO模型已经底层原理等打发 的非的地方的

IO

• Java IO读写原理
  • 无论是Socket的读写还是文件的读写，在Java层面的应用开发或者是linux系统底层开发，都属于输入input和输出output的处理，简称为IO读写。
  • read系统调用，是把数据从内核缓冲区复制到进程缓冲区；而write系统调用，是把数据从进程缓冲区复制到内核缓冲区。这个两个系统调用，都不负责数据在内核缓冲区和磁盘之间的交换。底层的读写交换，是由操作系统kernel内核完成的。
  • 内核缓冲与进程缓冲区
    • 缓冲区的目的，是为了减少频繁的系统IO调用。
    • 操作系统使用read函数把数据从内核缓冲区复制到进程缓冲区，write把数据从进程缓冲区复制到内核缓冲区中。等待缓冲区达到一定数量的时候，再进行IO的调用，提升性能。至于什么时候读取和存储则由内核来决定
    • 用户程序的IO读写程序，大多数情况下，并没有进行实际的IO操作，而是在读写自己的进程缓冲区。
• java IO读写的底层流程
  • 一个典型Java 服务端处理网络请求的典型过程：
    • （1）客户端请求 Linux通过网卡，读取客户断的请求数据，将数据读取到内核缓冲区。
    • （2）获取请求数据 服务器从内核缓冲区读取数据到Java进程缓冲区。
    • （3）服务器端业务处理 Java服务端在自己的用户空间中，处理客户端的请求。
    • （4）服务器端返回数据 Java服务端已构建好的响应，从用户缓冲区写入系统缓冲区。
    • （5）发送给客户端 Linux内核通过网络 I/O ，将内核缓冲区中的数据，写入网卡，网卡通过底层的通讯协议，会将数据发送给目标客户端。
• IO模型
  • 同步阻塞IO（Blocking IO）
    • 在阻塞式 I/O 模型中，应用程序在从IO系统调用开始，一直到到系统调用返回，这段时间是阻塞的。
  • 同步非阻塞IO（Non-blocking IO）
    • 指的是用户程序不需要等待内核IO操作完成后，内核立即返回给用户一个状态值，用户空间无需等到内核的IO操作彻底完成，可以立即返回用户空间，执行用户的操作，处于非阻塞的状态。
  • IO多路复用（IO Multiplexing）
    • 经典的Reactor设计模式，有时也称为异步阻塞IO，Java中的Selector和Linux中的epoll都是这种模型。
  • 异步IO（Asynchronous IO）