15 并发编程-(IO模型)

一、IO模型介绍

1、阻塞与非阻塞指的是程序的两种运行状态

阻塞:遇到IO就发生阻塞,程序一旦遇到阻塞操作就会停在原地,并且立刻释放CPU资源

非阻塞(就绪态或运行态):没有遇到IO操作,或者通过某种手段让程序即便是遇到IO操作也不会停在原地,执行其他操作,力求尽可能多的占有CPU

2、同步与异步指的是提交任务的两种方式:

同步调用:提交完任务后,就在原地等待,直到任务运行完毕后,拿到任务的返回值,才继续执行下一行代码

异步调用:当进程执行到一个IO(等待外部数据)的时候,不需要等待,待数据接收成功后,再回来处理。

1.io模型
提交任务得方式:
    同步:提交完任务,等结果,执行下一个任务
    异步:提交完,接着执行,异步 + 回调  异步不等结果,提交完任务,任务执行完后,会自动触发回调函数
同步不等于阻塞:
    阻塞:遇到io,自己不处理,os会抢走cpu ,解决办法:监测到io,gevent切换到其他任务,类似欺骗os
    非阻塞:cpu 运行
IO分类:
    1.阻塞IO        blocking IO
    2.非阻塞IO      nonblocking IO
    3.IO多路复用    IO multiplexing
    4.信号驱动IO    signal driven IO     用得比较少 
    5.异步IO        asynchronous IO
遇到IO: 卡
    网络IO: 原地阻塞
    1.server端什么样得操作属于IO行为     
        # accept recv send 阻塞操作   accept recv 明显得等  send 不会明显等,但是一种io行为  
    2.为什么IO行为会让有在原地等待的效果  


3.非阻塞io:
自己监测io 遇到io 就切 并且把 单线程得效率提到最高
导致得问题:
    1.当有数据来得时候,cpu 在做其他得事情,不会立即响应
    2.服务端没有任何阻塞,说白了,就是死循环,cpu会一直运转,线程处于就绪状态,大量占用cpu ,做无用,这个线程会一直问cpu,有数据没,有数据没
不推荐使用


4.多路复用io:
    wait copy  还多了select  中间有个中介存在,帮问os 有没有数据
    但是如果中介 只有1个 效率不如 阻塞效率
    但是如果中介监测多个套接字 ,性能高就是:同时监测多个套接字问os系统好了没  就比阻塞io效率高
     监测套接字得io行为
    服务端得套接字有几类:server conn

    select 阻塞io 效率高
       比非阻塞io 效率也高 ,一直做无用

总结:
   同时监测多个套接字
   列表 循环 慢 假设列表数据多,循环 效率低  监测套接字好没好 从头到尾 循环1遍
   select  列表循环  效率低
   poll   可接收得列表数据多 效率也不高
   epoll 效率最高得 异步操作 每个套接字身上绑定个回调函数,谁好了谁触发回调,(就不用去遍历了 效率低)
   epoll  windows 不支持
          linux 支持
   selectors 模块  自动根据操作系统选择
   poll
   epoll

二、阻塞IO模型

默认情况下,所有的socket都是blocking模型,

实际上,除非特别指定,几乎所有的IO接口 ( 包括socket接口 ) 都是阻塞型的。

这给网络编程带来了一个很大的问题,如在调用recv(1024)的同时,线程将被阻塞,在此期间,线程将无法执行任何运算或响应任何的网络请求。

blocking IO的特点就是在IO执行的两个阶段(等待数据和拷贝数据两个阶段)都被block了。

三、非阻塞IO模型

 

在非阻塞式IO中,用户进程其实是需要不断的主动询问kernel数据准备好了没有。

from socket import *

server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1',8083))
server.listen(5)
server.setblocking(False)
print('starting...')

rlist=[]
wlist=[]
while True:

    try:
        conn, addr = server.accept()
        rlist.append(conn)
        print(rlist)
    except BlockingIOError:
        # print('干其他的活')

        #收消息
        del_rlist = []
        for conn in rlist:
            try:
                data=conn.recv(1024)
                if not data:
                    del_rlist.append(conn)
                    continue
                wlist.append((conn,data.upper()))
            except BlockingIOError:
                continue
            except Exception:
                conn.close()
                del_rlist.append(conn)

        #发消息
        del_wlist=[]
        for item in wlist:
            try:
                conn=item[0]
                data=item[1]
                conn.send(data)
                del_wlist.append(item)
            except BlockingIOError:
                pass

        for item in del_wlist:
            wlist.remove(item)

        for conn in del_rlist:
            rlist.remove(conn)

server.close()
View Code

四、多路复用IO模型

五、异步IO模型

六、各种IO模型对比

七、了解selectors模块的使用

原文地址:https://www.cnblogs.com/foremostxl/p/9738068.html