#概念说明

• 用户空间和内核空间
• 进程切换
• 进程堵塞
• 文件描述符
• 缓存IO

用户空间和内核空间

操作系统的核心是内核，独立于普通应用程序，可以访问受保护的内存空间，也有访问底层硬件设备的所有权限。为了保证用户进程不能直接操作内核（kernel），保存内核的安全，操作系统将虚拟空间划分为两部分，一部分是内核空间，一部分为用户空间。

进程切换

为了控制进程的执行，内核必须有能力挂起正在CPU上运行的进程，并恢复以前挂起的某个进程的执行。这种行为被称为进程切换。

进程堵塞

正在执行的进程，由于期待的某些事件未发生，如请求系统资源失败、等待某种操作的完成、新数据尚未到达或无新工作做等，则由系统自动执行阻塞原语(Block)，使自己由运行状态变为阻塞状态。当进程进入阻塞状态，是不占用CPU资源的。

文件描述符fd

文件描述符（File descriptor）是计算机科学中的一个术语，是一个用于表述指向文件的引用的抽象化概念

缓存IO

缓存IO又被称作标准IO，大部分文件系统默认的IO操作都是缓存IO。数据会被先拷贝到操作系统内核的缓冲区中，然后才会从操作系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的地址空间。

Linux IO模型

网络IO的本质是socket的读取，socket在linux系统被抽象为流，IO可以理解为对流的操作。
常见的IO模型有阻塞、非阻塞、IO多路复用，异步

同步阻塞IO

同步阻塞 IO 模型是最常用的一个模型，也是最简单的模型。在linux中，默认情况下所有的socket都是blocking。它符合人们最常见的思考逻辑。阻塞就是进程 “被” 休息, CPU处理其它进程去了。

同步非堵塞IO

同步非阻塞就是 “每隔一会儿瞄一眼进度条” 的轮询（polling）方式。

对比同步阻塞IO
优点：能够在等待任务完成的时间里干其他活了（包括提交其他任务，也就是 “后台” 可以有多个任务在同时执行）。
缺点：任务完成的响应延迟增大了，因为每过一段时间才去轮询一次read操作，而任务可能在两次轮询之间的任意时间完成。这会导致整体数据吞吐量的降低。

IO多路复用

IO多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件准备读取，它就通知该进程。
当需要同时处理多个客户端接入请求时，可以利用多线程或者IO多路复用技术进行处理。IO多路复用的最大优势就是系统开销小，系统不需要额外创建进程或者线程，也不需要维护这些进程和线程的运行，降底了系统的维护工作量，节省了系统资源。

异步非阻塞 IO

相对于同步IO，异步IO不是顺序执行。用户进程进行aio_read系统调用之后，无论内核数据是否准备好，都会直接返回给用户进程，然后用户态进程可以去做别的事情。等到socket数据准备好了，内核直接复制数据给进程，然后从内核向进程发送通知。IO两个阶段，进程都是非阻塞的