Kernel Space（內(nèi)核空間）與User Space(用戶空間)

linux為了避免用戶對操作系統(tǒng)的文件胡亂改寫，造成系統(tǒng)崩潰，區(qū)分了內(nèi)核空間與用戶空間。內(nèi)核空間用來存儲操作系統(tǒng)文件與驅(qū)動程序，而用戶空間來跑用戶的應(yīng)用程序。

所有的系統(tǒng)資源都是在內(nèi)核空間進行操作的，包括網(wǎng)卡。所以一次網(wǎng)絡(luò)IO的讀取，遠程的服務(wù)器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，到達網(wǎng)卡后，網(wǎng)卡先拷貝到內(nèi)核緩沖區(qū)，內(nèi)核緩沖區(qū)再拷貝到用戶空間的內(nèi)核緩沖區(qū)。然后才能被應(yīng)用程序讀取到。網(wǎng)絡(luò)的IO的寫入恰好相反，數(shù)據(jù)從用戶空間的緩沖區(qū)拷貝到內(nèi)核空間的緩沖區(qū)，然后內(nèi)核緩沖區(qū)再通過網(wǎng)卡發(fā)送出去。

Socket（套接字）

所有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是基于Socket進行通信的，Socket連接可以建立在不同的協(xié)議之上，如TCP、UDP等等。Linux內(nèi)核將所有的外部設(shè)備當(dāng)做文件處理，對一個文件的IO操作，會返回一個文件描述符（fd）。對Socket的IO操作也同樣返回對應(yīng)文件描述符（socketfd）。有了上面的知識，接下來讓我看下IO的五大模型吧。

Blocking IO（阻塞IO）

在Jdk1.4之前，Java的所有Socket通信都用的這個模型。當(dāng)一個進程調(diào)用recvfrom函數(shù)后，它會進入阻塞狀態(tài)，這段時間它就在那摸魚傻等，啥正事都不干，直到數(shù)據(jù)返回。

NIO（非阻塞IO）

Jdk1.4開始才引入Nio的包，但是還有很多不足，直到Jdk1.7對Nio類庫進行了升級，才比較完善。NIO比起上面的BIO就變聰明了，它不會一直傻等，它開啟了輪詢，每隔一段時間，就會找內(nèi)核問下：你好了沒有？內(nèi)核空間如果沒好，就會直接給它返回一個錯誤EWOULDBLOCK。NIO進程會重復(fù)調(diào)用recvfrom，一直問下去，直到內(nèi)核返回數(shù)據(jù)為止。

IO multiplexing（IO多路復(fù)用）

不管是BIO還是NIO，你都得盯著內(nèi)核空間查看數(shù)據(jù)好了沒。只有一個連接還好，要是有個成千上萬，系統(tǒng)可能都要發(fā)不起這些盯梢的工資了。所以為了成本考慮，那就只留下一個盯梢的就好。其他的都畢業(yè)向社會輸送人才。這就是IO多路復(fù)用，使用select、epoll等函數(shù)進行阻塞，盯著所有的Socket連接。

Signal-Drive IO（信號驅(qū)動IO模型）

你（應(yīng)用程序）告訴京東快遞（內(nèi)核）快遞柜自取，快遞員在快遞柜塞好你的快遞后，然后給你發(fā)取貨碼（SIGIO）。你收到信號，去取快遞，這個流程就是信號驅(qū)動IO模型。在京東給你發(fā)取貨碼之前，你是自由的，有很多選擇。

Asynchornours IO（異步IO）

你知道我跟上面的信號驅(qū)動IO模型的區(qū)別是什么嗎？你在京東下單買完東西，快速直接送到了你房門口，你只要開門去拿就行。在京東快遞員(內(nèi)核)給你打電話之前，你是自由的，想干啥就干啥。