IO 模型
借用知乎用于 Levin 的回答，对各种模型讲个故事，描述下各个IO模型的区别。
# 简单理解各IO模型
故事情节为：老李去买火车票，三天后买到一张退票。参演人员（老李，黄牛，售票员，快递员），往返车站耗费1小时。
# 1. 阻塞IO模型
老李去火车站买票，排队三天买到一张退票。
耗费：在车站吃喝拉撒睡 3天，其他事一件没干。
# 2. 非阻塞IO模型
老李去火车站买票，隔12小时去火车站问有没有退票，三天后买到一张票。
耗费：往返车站6次，路上6小时，其他时间做了好多事。
# 3. IO复用模型
- select/poll（有selector选择器，去轮询选择器）
老李去火车站买票，委托黄牛，然后每隔6小时电话黄牛询问，黄牛三天内买到票，然后老李去火车站交钱领票。
耗费：往返车站2次，路上2小时，黄牛手续费100元，打电话17次
- epoll（事件回调）
老李去火车站买票，委托黄牛，黄牛买到后即通知老李去领，然后老李去火车站交钱领票。
耗费：往返车站2次，路上2小时，黄牛手续费100元，无需打电话
# 4. 信号驱动IO模型
老李去火车站买票，给售票员留下电话，有票后，售票员电话通知老李，然后老李去火车站交钱领票。
耗费：往返车站2次，路上2小时，免黄牛费100元，无需打电话
# 5. 异步IO模型
老李去火车站买票，给售票员留下电话，有票后，售票员电话通知老李并快递送票上门。
耗费：往返车站1次，路上1小时，免黄牛费100元，无需打电话
# 总结
1同2的区别是：自己轮询
2同3的区别是：委托黄牛
3同4的区别是：电话代替黄牛
4同5的区别是：电话通知是自取还是送票上门
阻塞IO模型：单线程一直阻塞直到事件发生才处理，期间干不了其他事情
非阻塞IO模型：while(true) 不断循环看有没有事件发生才处理，期间可以干其他事情，但是需要自己不断的去监测
IO复用模型：基于事件驱动（类似与页面的一个button一个事件），有事件发生才处理，期间可以干其他事情，可以理解有一个中间人selector替我们监听， 有事件后通知我们去处理
| 同步阻塞IO | 伪异步IO | NIO | AIO | |
|---|---|---|---|---|
| 客户端数目 ：IO线程 | 1 : 1 | m : n | m : 1 | m : 0 |
| IO模型 | 同步阻塞IO | 同步阻塞IO | 同步阻塞IO | 异步非阻塞IO |
| 吞吐量 | 低 | 中 | 高 | 高 |
| 编程复杂度 | 简单 | 简单 | 非常复杂 | 复杂 |
# 结合实际场景，理解同步、异步、阻塞、非阻塞的两两组合
# 同步阻塞（Synchronous Blocking）
买票者在售票窗口排队等待购票，当轮到自己时，提交购票请求并等待售票员完成购票操作后才能继续下一步操作。
在这个过程中，买票者是同步等待售票操作的完成，阻塞其他任务的执行。
- 同步：提交购票请求后，等待请求结果。
- 阻塞：一直在窗口等着。
# 同步非阻塞（Synchronous Non-blocking）
买票者向售票窗口提交购票请求后，不需要等待售票员立即返回结果，而是离开售票窗口进行其他任务。
买票者会定期回来询问售票员购票的进度，直到购票操作完成并获取购票结果。
在这个过程中，买票者是同步地等待售票结果，但不会阻塞其他任务的执行。
- 同步：提交购票请求后，等待请求结果。
- 非阻塞：等待请求结果期间，可以去接个水，回来看看有没有结果；泡个面，回来看看有没有结果；上个WC，回来看看有没有结果。
# 异步阻塞（Asynchronous Blocking）
买票者向售票窗口提交购票请求后，不需要等待售票员立即返回结果，而是离开售票窗口进行其他任务。
售票员在购票操作完成后，主动通知买票者购票结果。
但是买票者需要等待售票员的通知（通知后自己去取票），这是一个阻塞操作，但期间可以进行其他任务。
- 异步：提交购票请求后，直接回老家干活去了。
- 阻塞：等待通知，然后自己去取票。
# 异步非阻塞（Asynchronous Non-blocking）
买票者向售票窗口提交购票请求后，不需要等待售票员立即返回结果，而是离开售票窗口进行其他任务。
售票员在购票操作完成后，通过回调函数或事件通知买票者购票结果（直接快递到家）。
买票者无需等待售票员的通知，可以继续执行其他任务，而在购票结果准备好时，会触发回调函数或处理事件（直接快递到家）。
- 异步：提交购票请求后，直接回老家干活去了。
- 非阻塞：无需等待通知，直接快递到家。
# IO多路复用（IO Multiplexing）
火车站设置了一个信息显示屏，上面显示了可用车票的信息。
买票者可以自由地观察信息显示屏上的车票情况，无需排队等待。一旦有票可用，买票者可以立即前往指定窗口进行购票。
多个售票窗口的状态由系统进行监控和管理，买票者只需关注信息显示屏上的变化即可，避免了排队等待的阻塞。
# 实际场景总结
在火车站买票的场景中：
同步阻塞模型是提交购票请求并一直等待，同步非阻塞模型允许买票者在等待购票结果时做其他事情。
异步阻塞模型中买票者需要等待售票员的通知，而异步非阻塞模型中买票者无需等待售票员通知，可以继续执行其他任务。
而IO多路复用模型通过信息显示屏的方式，使买票者可以观察多个窗口的状态，选择合适的窗口购票，避免了排队等待的阻塞。
# 参考
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| HickSalmon | 15 | 微信 | 2020-09-21 | 有赏交流 |
