python IO模型

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第一種IO模型
阻塞

 

第二種IO模型
非阻塞IO
原理：由阻塞改為非阻塞，每隔一段時間回來看看（每每看一次，核心態會發送一次系統調用），若沒有幹其他事情（適用於代碼量小），進程主動輪詢
當伺服器端通訊端被setblocking(false)，通訊端為非阻塞通訊端，當接收不到用戶端連結時，直接觸發異常（證明現階段CPU空閑，可以做其他事情）。所以可以在異常處理處理其他任務。

 

缺點
發送太多次系統調用
資料得不到及時處理

 

第三種IO模型
IO多工(單線程下實現並發，原理就是利用IO空閑時間實現並發)（select ,poll,epoll）
select
select函數是系統調用介面。並且select也是會阻塞，
但其好處是同時可監控多個連結,這是決定了為何如此流行.
講到這裡還是莫名其妙，但是可以把socket.accpet(）返回的conn添加至監聽列表裡，就明白了。因為監聽那麼多，總有一個是核心態有資料的，也就是說總會可以操作的
注意的是:預設,若核心態的資料沒有取至使用者態，則返回的可讀列表裡會一直存在該通訊端。還有監聽數不能超過1024

# select 類比一個socket server，注意socket必須在非阻塞情況下才能實現IO多工。# 接下來通過例子瞭解select 是如何通過單進程實現同時處理多個非阻塞的socket串連的。#server端import selectimport socketimport queueserver = socket.socket()server.bind((‘localhost‘,9000))server.listen(1000)server.setblocking(False)  # 設定成非阻塞模式，accept和recv都非阻塞# 這裡如果直接 server.accept() ，如果沒有串連會報錯，所以有資料才調他們# BlockIOError：[WinError 10035] 無法立即完成一個非阻塞性通訊端操作。msg_dic = {}inputs = [server,]  # 交給核心、select檢測的列表。# 必須有一個值，讓select檢測，否則報錯提供無效參數。# 沒有其他串連之前，自己就是個socket，自己就是個串連，檢測自己。活動了說明有連結outputs = []  # 你往裡面放什麼，下一次就出來了while True:    readable, writeable, exceptional = select.select(inputs, outputs, inputs)  # 定義檢測    #新來串連                                        檢測列表         異常（斷開）    # 異常的也是inputs是： 檢測那些串連的存在異常    print(readable,writeable,exceptional)    for r in readable:        if r is server:  # 有資料，代表來了一個新串連            conn, addr = server.accept()            print("來了個新串連",addr)            inputs.append(conn)  # 把串連加到檢測列表裡，如果這個串連活動了，就說明資料來了            # inputs = [server.conn] # 【conn】只返回活動的串連，但怎麼確定是誰活動了            # 如果server活動，則來了新串連，conn活動則來資料            msg_dic[conn] = queue.Queue()  # 初始化一個隊列，後面存要返回給這個用戶端的資料        else:            try :                data = r.recv(1024)  # 注意這裡是r，而不是conn，多個串連的情況                print("收到資料",data)                # r.send(data) # 不能直接發，如果用戶端不收，資料就沒了                msg_dic[r].put(data)  # 往裡面放資料                outputs.append(r)  # 放入返回的串連隊列裡            except ConnectionResetError as e:                print("用戶端斷開了",r)                if r in outputs:                    outputs.remove(r) #清理已斷開的串連                inputs.remove(r) #清理已斷開的串連                del msg_dic[r] ##清理已斷開的串連    for w in writeable:  # 要返回給用戶端的串連列表        data_to_client = msg_dic[w].get()  # 在字典裡取資料        w.send(data_to_client)  # 返回給用戶端        outputs.remove(w)  # 刪除這個資料，確保下次迴圈的時候不返回這個已經處理完的串連了。    for e in exceptional:  # 如果串連斷開，刪除串連相關資料        if e in outputs:            outputs.remove(e)        inputs.remove(e)        del msg_dic[e]#*************************clientimport socketclient = socket.socket()client.connect((‘localhost‘, 9000))while True:    cmd = input(‘>>> ‘).strip()    if len(cmd) == 0 : continue    client.send(cmd.encode(‘utf-8‘))    data = client.recv(1024)    print(data.decode())client.close()

 

poll
相比select，就是一點，就是把最大連結數提高了

 

epoll
epoll實現原理跟select一樣（原理圖一樣），但是實現機制不同（也就是，資料來了，是怎麼找到是指定通訊端的）

 

select內部原理是採取輪詢，就好比，在一間教室裡老師聽到有一學生拍了下桌子，但不知道具體誰拍的，
只有一個一個問。所以很多時間都消耗在輪詢問上面了（是每一次有資料到來時候，都要輪詢）
epoll內部原理是自報家門，就好比，學生不拍桌子，直接站起來我是誰，我要反了
Ngexi伺服器底層就是epoll,多進程多線程開得不多，但是一個線程裡面通過epoll實現多串連

 

非同步IO

非同步是整個過程中一點阻塞都沒有。你發完請求你就去做其他事情，等到核心把資料收到且複製到使用者態，再發給你一個訊號。
所以說以上IO多工，不是非同步。

同步IO
在IO操作完成之前存在阻塞。而非同步IO是毫無阻塞。所以多工都屬於同步IO

 

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