AIO 改进了多路复用模式的缺陷

港控/mmm° 2023-10-10 17:04 23阅读 0赞

\#\# AIO

\#\#\# AIO 由来, 解决什么问题, 主要功能,优势劣势

AIO（Asynchronous I/O，异步 I/O）最早是在 Windows 操作系统中提出的，被称为“Completion Ports”，后来被引入到了 Unix/Linux 系统中。AIO 的目的是提高 I/O 操作的并发性能和可靠性，解决同步阻塞 I/O 的性能瓶颈问题。

传统的同步阻塞 I/O 模型是一种基于线程池的模式，每个 I/O 操作需要创建一个线程来处理，当 I/O 操作阻塞时，线程会一直等待，无法处理其他任务。当需要处理大量并发请求时，线程的创建和上下文切换会带来很大的开销，降低了应用程序的并发性能和可靠性。

AIO 的主要功能是提高 I/O 操作的并发性能和可靠性，避免了线程的阻塞和等待。在 AIO 模型中，当应用程序发起 I/O 操作时，操作系统会将 I/O 请求添加到 I/O 完成队列中，同时将控制权返回给应用程序，不会阻塞当前线程。当 I/O 操作完成后，操作系统会将 I/O 完成事件添加到事件队列中，并通知应用程序通过回调函数来处理事件。通过这种方式，AIO 可以避免线程等待和阻塞的问题，提高了应用程序的并发性能和可靠性。

AIO 的优势是可以处理大量并发请求，避免了线程的创建和上下文切换的开销，从而提高了应用程序的并发性能和可靠性。此外，AIO 还能够降低应用程序的内存占用，减少了线程的竞争和死锁等问题。缺点是 AIO 的编程模型相对复杂，需要理解事件驱动编程的原理和机制，并且在处理复杂的应用程序时，可能需要考虑一些并发和竞态条件的问题。

总之，AIO 是一种高性能、高并发的 I/O 编程模型，能够提高应用程序的并发性能和可靠性，适用于处理大量并发 I/O 请求的应用程序。

\#\#\# 异步模式中 AIO 的原理是什么?

AIO（Asynchronous I/O，异步 I/O）是一种基于事件驱动的异步 I/O 编程模型，它使用了操作系统提供的底层 I/O 操作，通过回调函数来处理 I/O 事件，从而避免了线程等待和阻塞的问题。

AIO 的原理是基于操作系统提供的底层 I/O 操作实现的。在 AIO 中，当应用程序进行 I/O 操作时，操作系统会将 I/O 请求添加到 I/O 完成队列中，同时将控制权返回给应用程序，不会阻塞当前线程。当 I/O 操作完成后，操作系统会将 I/O 完成事件添加到事件队列中，并通知应用程序通过回调函数来处理事件。

因此，AIO 的核心思想是通过事件驱动的方式来处理 I/O 操作，避免了线程等待和阻塞的问题，提高了应用程序的并发性能和可靠性。与同步阻塞 I/O 不同，AIO 不需要创建多个线程来处理 I/O 请求，从而避免了线程切换和上下文切换的开销，同时也避免了线程死锁和竞争等问题。因此，AIO 适用于处理大量并发 I/O 请求的应用程序，例如高性能的网络服务器、高速缓存、文件系统等。

\#\#\# AIO 与 多路复用

> AIO 改进了 多路复用中需要应用程序需要不断监听, 减少CPU消耗, 而AIO中只需要通过系统回调进行io操作就可以了

AIO 改进了多路复用模式的缺陷，避免了应用程序需要不断监听事件的问题，减少了 CPU 的消耗。

在多路复用模式中，应用程序需要不断监听文件描述符上的事件，并进行相应的处理。这种模式需要应用程序不断地轮询事件，一旦有事件发生就进行处理，这会消耗大量的 CPU 时间和系统资源。而在 AIO 模式中，操作系统会在 I/O 操作完成后通过回调函数来通知应用程序，不需要应用程序不断地监听事件，从而减少了 CPU 的消耗和系统资源的开销。

因此，AIO 适用于处理大量并发的 I/O 请求，可以提高应用程序的并发性能和可靠性。相比于多路复用模式，AIO 通过系统回调来进行 I/O 操作，避免了应用程序需要不断监听事件的问题，减少了 CPU 的消耗和系统资源的开销。