io等待为什么引发cpu过高_一文搞懂，网络IO模型

IO（input output）主要指：文件IO，网络IO。今天我们重点讨论的是网络IO

首先我们要对这两种IO操作有个宏观上的认识：

上图描述的是文件IO的大致耗时，查阅资料可知：网络IO的耗时也是在微秒级别，跟磁盘IO差不多。

从中我们能得出一些结论：CPU处理数据的速度远远大于IO准备数据的速度。因此网络IO性能优化是工程师们一直在努力的方向。

Socket是什么呢？

可能很多人对socket的认识是：通过socket可以实现一个简单的网络通信，并不知道它的设计思路和使用它时到底干了啥。

socket是在应用层和传输层中间的抽象层，它把传输层（TCP/UDP）的复杂操作抽象成一些简单的接口，供应用层调用实现进程在网络中的通信。Socket起源于UNIX，在Unix一切皆文件的思想下，进程间通信就被冠名为文件描述符（file desciptor），Socket是一种“打开—读/写—关闭”模式的实现，服务器和客户端各自维护一个“文件”，在建立连接打开后，可以向文件写入内容供对方读取或者读取对方内容，通讯结束时关闭文件。

举个具体的列子：socket一般被翻译为“套接字”，其实它在英文的含义为“插座”。

Socket就像一个电话插座，负责连通两端的电话，进行点对点通信，让电话可以进行通信，端口就像插座上的孔，端口不能同时被其他进程占用。而我们建立连接就像把插头插在这个插座上，创建一个Socket实例开始监听后，这个电话插座就时刻监听着消息的传入，谁拨通我这个“IP地址和端口”，我就接通谁。

Socket通信过程

TCP通信时序图

总结：

一次完整的网络通信会经过多层的传输，需要经过物理传输层的网线和网卡，网络传输层的IP协议，经过这两层之后网络数据通过Ip地址可以知道传输到那台计算机了，传输到目标计算机后，操作系统内核通过网卡读取网络数据，将网络数据存储在内存中。计算机中会运行不同的网络程序，他们可能对应于系统中的不同进程，那要如何把网卡中的网络数据识别出来是给哪个进程的，要如何持续和稳定地给到对应的应用进程呢？我想这也就是socket设计的目的和想要解决的问题了，提供一些API接口来实现应用层通过操作系统内核读取网卡数据，并且将网络数据正确地分发到对应的应用层程序。

面试官为啥这么喜欢问IO模型？

​ 服务端处理网络请求的大致流程：

核心过程：

（1）成功建立连接。

（2）内核等待