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Redis网络通信模型

1.1. Java IO读写原理

不管是Socket的读写仍是文件的读写，在Java层面的应用开发或者是linux系统底层开发，都属于输入input和输出output的处理，简称为IO读写。在原理上和处理流程上，都是一致的。区别在于参数的不一样。用户程序进行IO的读写，基本上会用到read&write两大系统调用。可能不一样操做系统，名称不彻底同样，可是功能是同样的。
先强调一个基础知识：read系统调用，并非把数据直接从物理设备，读数据到内存。write系统调用，也不是直接把数据，写入到物理设备。read系统调用，是把数据从内核缓冲区复制到进程缓冲区；而write系统调用，是把数据从进程缓冲区复制到内核缓冲区。这个两个系统调用，都不负责数据在内核缓冲区和磁盘之间的交换。底层的读写交换，是由操做系统kernel内核完成的。

1.1.1. 内核缓冲与进程缓冲区

缓冲区的目的，是为了减小频繁的系统IO调用。你们都知道，系统调用须要保存以前的进程数据和状态等信息，而结束调用以后回来还须要恢复以前的信息，为了减小这种损耗时间、也损耗性能的系统调用，因而出现了缓冲区。
有了缓冲区，操做系统使用read函数把数据从内核缓冲区复制到进程缓冲区，write把数据从进程缓冲区复制到内核缓冲区中。等待缓冲区达到必定数量的时候，再进行IO的调用，提高性能。至于何时读取和存储则由内核来决定，用户程序不须要关心。
在linux系统中，系统内核也有个缓冲区叫作内核缓冲区。每一个进程有本身独立的缓冲区，叫作进程缓冲区。
因此，用户程序的IO读写程序，大多数状况下，并无进行实际的IO操做，而是在读写本身的进程缓冲区。

1.1.2. java IO读写的底层流程

用户程序进行IO的读写，基本上会用到系统调用read&write，read把数据从内核缓冲区复制到进程缓冲区，write把数据从进程缓冲区复制到内核缓冲区，它们不等价于数据在内核缓冲区和磁盘之间的交换。
image.png
首先看看一个典型Java 服务端处理网络请求的典型过程：
（1）客户端请求
Linux经过网卡，读取客户断的请求数据，将数据读取到内核缓冲区。
（2）获取请求数据
服务器从内核缓冲区读取数据到Java进程缓冲区。
（1）服务器端业务处理
Java服务端在本身的用户空间中，处理客户端的请求。
（2）服务器端返回数据
Java服务端已构建好的响应，从用户缓冲区写入系统缓冲区。
（3）发送给客户端
Linux内核经过网络 I/O ，将内核缓冲区中的数据，写入网卡，网卡经过底层的通信协议，会将数据发送给目标客户端。

1.2. 四种主要的IO模型

服务器端编程常常须要构造高性能的IO模型，常见的IO模型有四种：
（1）同步阻塞IO（Blocking IO）
首先，解释一下这里的阻塞与非阻塞：
阻塞IO，指的是须要内核IO操做完全完成后，才返回到用户空间，执行用户的操做。阻塞指的是用户空间程序的执行状态，用户空间程序需等到IO操做完全完成。传统的IO模型都是同步阻塞IO。在java中，默认建立的socket都是阻塞的。
其次，解释一下同步与异步：
同步IO，是一种用户空间与内核空间的调用发起方式。同步IO是指用户空间线程是主动发起IO请求的一方，内核空间是被动接受方。异步IO则反过来，是指内核kernel是主动发起IO请求的一方，用户线程是被动接受方。
（2）同步非阻塞IO（Non-blocking IO）
非阻塞IO，指的是用户程序不须要等待内核IO操做完成后，内核当即返回给用户一个状态值，用户空间无需等到内核的IO操做完全完成，能够当即返回用户空间，执行用户的操做，处于非阻塞的状态。
简单的说：阻塞是指用户空间（调用线程）一直在等待，并且别的事情什么都不作；非阻塞是指用户空间（调用线程）拿到状态就返回，IO操做能够干就干，不能够干，就去干的事情。
非阻塞IO要求socket被设置为NONBLOCK。
强调一下，这里所说的NIO（同步非阻塞IO）模型，并不是Java的NIO（New IO）库。
（3）IO多路复用（IO Multiplexing）
即经典的Reactor设计模式，有时也称为异步阻塞IO，Java中的Selector和Linux中的epoll都是这种模型。
（4）异步IO（Asynchronous IO）
异步IO，指的是用户空间与内核空间的调用方式反过来。用户空间线程是变成被动接受的，内核空间是主动调用者。
这一点，有点相似于Java中比较典型的模式是回调模式，用户空间线程向内核空间注册各类IO事件的回调函数，由内核去主动调用。

1.3. 同步阻塞IO（Blocking IO）

在linux中的Java进程中，默认状况下全部的socket都是blocking IO。在阻塞式 I/O 模型中，应用程序在从IO系统调用开始，一直到到系统调用返回，这段时间是阻塞的。返回成功后，应用进程开始处理用户空间的缓存数据。
image.png
举个栗子，发起一个blocking socket的read读操做系统调用，流程大概是这样：
（1）当用户线程调用了read系统调用，内核（kernel）就开始了IO的第一个阶段：准备数据。不少时候，数据在一开始尚未到达（好比，尚未收到一个完整的Socket数据包），这个时候kernel就要等待足够的数据到来。
（2）当kernel一直等到数据准备好了，它就会将数据从kernel内核缓冲区，拷贝到用户缓冲区（用户内存），而后kernel返回结果。
（3）从开始IO读的read系统调用开始，用户线程就进入阻塞状态。一直到kernel返回结果后，用户线程才解除block的状态，从新运行起来。
因此，blocking IO的特色就是在内核进行IO执行的两个阶段，用户线程都被block了。
BIO的优势：
程序简单，在阻塞等待数据期间，用户线程挂起。用户线程基本不会占用 CPU 资源。
BIO的缺点：
通常状况下，会为每一个链接配套一条独立的线程，或者说一条线程维护一个链接成功的IO流的读写。在并发量小的状况下，这个没有什么问题。可是，当在高并发的场景下，须要大量的线程来维护大量的网络链接，内存、线程切换开销会很是巨大。所以，基本上，BIO模型在高并发场景下是不可用的。

public class BIOServerSocket {

    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket=null;

        try {
            serverSocket=new ServerSocket(8080);
            System.out.println("启动服务：监听端口:8080");
            //表示阻塞等待监听一个客户端连接,返回的socket表示连接的客户端信息
            while(true) {
                Socket socket = serverSocket.accept(); //连接阻塞
                System.out.println("客户端：" + socket.getPort());
                //inputstream是阻塞的(***)
                BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //表示获取客户端的请求报文
                String clientStr = bufferedReader.readLine();
                System.out.println("收到客户端发送的消息：" + clientStr);
                BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
                bufferedWriter.write("receive a message:" + clientStr + "\n");
                bufferedWriter.flush();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(serverSocket!=null){
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

线程BIO

public class BIOServerSocketWithThread {

    static ExecutorService executorService= Executors.newFixedThreadPool(10);
    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket=null;
        try {
            serverSocket=new ServerSocket(8080);
            System.out.println("启动服务：监听端口:8080");
            //表示阻塞等待监听一个客户端连接,返回的socket表示连接的客户端信息
            while(true) {
                Socket socket = serverSocket.accept(); //连接阻塞
                System.out.println("客户端：" + socket.getPort());
                //IO变成了异步执行
                executorService.submit(new SocketThread(socket));
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(serverSocket!=null){
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

public class SocketThread implements Runnable{

    private Socket socket;

    public SocketThread(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            //inputstream是阻塞的(***)
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //表示获取客户端的请求报文
            String clientStr = bufferedReader.readLine();
            System.out.println("收到客户端发送的消息：" + clientStr);
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
            bufferedWriter.write("receive a message:" + clientStr + "\n");
            bufferedWriter.flush();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //TODO 关闭IO流
        }
    }
}

1.4. 同步非阻塞NIO（None Blocking IO）

在linux系统下，能够经过设置socket使其变为non-blocking。NIO 模型中应用程序在一旦开始IO系统调用，会出现如下两种状况：
（1）在内核缓冲区没有数据的状况下，系统调用会当即返回，返回一个调用失败的信息。
（2）在内核缓冲区有数据的状况下，是阻塞的，直到数据从内核缓冲复制到用户进程缓冲。复制完成后，系统调用返回成功，应用进程开始处理用户空间的缓存数据。image.png
举个栗子。发起一个non-blocking socket的read读操做系统调用，流程是这个样子：
（1）在内核数据没有准备好的阶段，用户线程发起IO请求时，当即返回。用户线程须要不断地发起IO系统调用。
（2）内核数据到达后，用户线程发起系统调用，用户线程阻塞。内核开始复制数据。它就会将数据从kernel内核缓冲区，拷贝到用户缓冲区（用户内存），而后kernel返回结果。
（3）用户线程才解除block的状态，从新运行起来。通过屡次的尝试，用户线程终于真正读取到数据，继续执行。
NIO的特色：
应用程序的线程须要不断的进行 I/O 系统调用，轮询数据是否已经准备好，若是没有准备好，继续轮询，直到完成系统调用为止。
NIO的优势：每次发起的 IO 系统调用，在内核的等待数据过程当中能够当即返回。用户线程不会阻塞，实时性较好。
NIO的缺点：须要不断的重复发起IO系统调用，这种不断的轮询，将会不断地询问内核，这将占用大量的 CPU 时间，系统资源利用率较低。
总之，NIO模型在高并发场景下，也是不可用的。通常 Web 服务器不使用这种 IO 模型。通常不多直接使用这种模型，而是在其余IO模型中使用非阻塞IO这一特性。java的实际开发中，也不会涉及这种IO模型。
再次说明，Java NIO（New IO） 不是IO模型中的NIO模型，而是另外的一种模型，叫作IO多路复用模型（ IO multiplexing ）。

NIO

public class NIOServerSocket {
    //NIO中的核心
    //channel
    //buffer
    //selector

    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocketChannel serverSocketChannel=ServerSocketChannel.open();
            serverSocketChannel.configureBlocking(false); //设置连接非阻塞
            serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));
            while(true){
                //是非阻塞的
                SocketChannel socketChannel=serverSocketChannel.accept(); //获得一个客户端连接
                //                socketChannel.configureBlocking(false);//IO非阻塞
                if(socketChannel!=null){
                    ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer.allocate(1024);
                    int i=socketChannel.read(byteBuffer);
                    Thread.sleep(10000);
                    byteBuffer.flip(); //反转
                    socketChannel.write(byteBuffer);
                }else{
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("连接位就绪");
                }
            }
        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

1.5. IO多路复用模型(I/O multiplexing）

如何避免同步非阻塞NIO模型中轮询等待的问题呢？这就是IO多路复用模型。（select/poll/epoll）
IO多路复用模型，就是经过一种新的系统调用，一个进程能够监视多个文件描述符，一旦某个描述符就绪（通常是内核缓冲区可读/可写），内核kernel可以通知程序进行相应的IO系统调用。
目前支持IO多路复用的系统调用，有 select，epoll等等。select系统调用，是目前几乎在全部的操做系统上都有支持，具备良好跨平台特性。epoll是在linux 2.6内核中提出的，是select系统调用的linux加强版本。
IO多路复用模型的基本原理就是select/epoll系统调用，单个线程不断的轮询select/epoll系统调用所负责的成百上千的socket链接，当某个或者某些socket网络链接有数据到达了，就返回这些能够读写的链接。所以，好处也就显而易见了——经过一次select/epoll系统调用，就查询到到能够读写的一个甚至是成百上千的网络链接。
在这种模式中，首先不是进行read系统调动，而是进行select/epoll系统调用。固然，这里有一个前提，须要将目标网络链接，提早注册到select/epoll的可查询socket列表中。而后，才能够开启整个的IO多路复用模型的读流程。
（1）进行select/epoll系统调用，查询能够读的链接。kernel会查询全部select的可查询socket列表，当任何一个socket中的数据准备好了，select就会返回。
当用户进程调用了select，那么整个线程会被block（阻塞掉）。
（2）用户线程得到了目标链接后，发起read系统调用，用户线程阻塞。内核开始复制数据。它就会将数据从kernel内核缓冲区，拷贝到用户缓冲区（用户内存），而后kernel返回结果。
（3）用户线程才解除block的状态，用户线程终于真正读取到数据，继续执行。
多路复用IO的特色：
IO多路复用模型，创建在操做系统kernel内核可以提供的多路分离系统调用select/epoll基础之上的。多路复用IO须要用到两个系统调用（system call）， 一个select/epoll查询调用，一个是IO的读取调用。
和NIO模型类似，多路复用IO须要轮询。负责select/epoll查询调用的线程，须要不断的进行select/epoll轮询，查找出能够进行IO操做的链接。
另外，多路复用IO模型与前面的NIO模型，是有关系的。对于每个能够查询的socket，通常都设置成为non-blocking模型。只是这一点，对于用户程序是透明的（不感知）。
多路复用IO的优势：
用select/epoll的优点在于，它能够同时处理成千上万个链接（connection）。与一条线程维护一个链接相比，I/O多路复用技术的最大优点是：系统没必要建立线程，也没必要维护这些线程，从而大大减少了系统的开销。
Java的NIO（new IO）技术，使用的就是IO多路复用模型。在linux系统上，使用的是epoll系统调用。
多路复用IO的缺点：
本质上，select/epoll系统调用，属于同步IO，也是阻塞IO。都须要在读写事件就绪后，本身负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的。
如何充分的解除线程的阻塞呢？那就是异步IO模型。
多路复用模型

NIO之Selector

public class NIOSelectorServerSocket implements Runnable{

    Selector selector;
    ServerSocketChannel serverSocketChannel;

    public NIOSelectorServerSocket(int port) throws IOException {
        selector=Selector.open();
        serverSocketChannel=ServerSocketChannel.open();
        //如果采用selector模型，必须要设置非阻塞
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    }

    @Override
    public void run() {
        while(!Thread.interrupted()){
            try {
                selector.select(); //阻塞等待事件就绪
                Set selected=selector.selectedKeys(); //事件列表
                Iterator it=selected.iterator();
                while(it.hasNext()){
                    //说明有连接进来
                    dispatch((SelectionKey) it.next());
                    it.remove();//移除当前就绪的事件
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    private void dispatch(SelectionKey key) throws IOException {
        if(key.isAcceptable()){ //是连接事件？
            register(key);
        }else if(key.isReadable()){ //读事件
            read(key);
        }else if(key.isWritable()){ //写事件
            //TODO
        }
    }
    private void register(SelectionKey key) throws IOException {
        ServerSocketChannel channel= (ServerSocketChannel) key.channel(); //客户端连接
        SocketChannel socketChannel=channel.accept(); //获得客户端连接
        socketChannel.configureBlocking(false);
        socketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_READ);
    }
    private void read(SelectionKey key) throws IOException {
        //得到的是socketChannel
        SocketChannel channel= (SocketChannel) key.channel();
        ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer.allocate(1024);
        channel.read(byteBuffer);
        System.out.println("Server Receive Msg:"+new String(byteBuffer.array()));
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        NIOSelectorServerSocket selectorServerSocket=new NIOSelectorServerSocket(8080);
        new Thread(selectorServerSocket).start();
    }
}

单线程的Reactor模型(Redis6.0前)

Reactor

public class Reactor implements Runnable{

    private final Selector selector;
    private final ServerSocketChannel serverSocketChannel;

    public Reactor(int port) throws IOException {
        selector=Selector.open();
        serverSocketChannel= ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT,new Acceptor(selector,serverSocketChannel));
    }

    @Override
    public void run() {
        while(!Thread.interrupted()){
            try {
                selector.select();
                Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
                Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
                while(iterator.hasNext()){
                    dispatch(iterator.next());
                    iterator.remove();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    private void dispatch(SelectionKey key){
        //可能拿到的对象有两个
        // Acceptor
        // Handler
        Runnable runnable=(Runnable)key.attachment();
        if(runnable!=null){
            runnable.run(); //
        }
    }
}

Acceptor

public class Acceptor implements Runnable{

    private final Selector selector;
    private final ServerSocketChannel serverSocketChannel;

    public Acceptor(Selector selector, ServerSocketChannel serverSocketChannel) {
        this.selector = selector;
        this.serverSocketChannel = serverSocketChannel;
    }

    @Override
    public void run() {
        SocketChannel channel;

        try {
            channel=serverSocketChannel.accept();//得到一个客户端连接
            System.out.println(channel.getRemoteAddress()+":收到一个客户端连接");
            channel.configureBlocking(false);
            channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ,new Handler(channel));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

Handler

public class Handler implements Runnable{
    SocketChannel channe;

    public Handler(SocketChannel channe) {
        this.channe = channe;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------");
        ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(1024);
        /*try {
Thread.sleep(1000000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}*/
        int len=0,total=0;
        String msg="";
        try {
            do {
                len = channe.read(buffer);
                if(len>0){
                    total+=len;
                    msg+=new String(buffer.array());
                }
            } while (len > buffer.capacity());
            System.out.println("total:"+total);

            //msg=表示通信传输报文
            //耗时2s
            //登录： username:password
            //ServetRequets: 请求信息
            //数据库的判断
            //返回数据，通过channel写回到客户端

            System.out.println(channe.getRemoteAddress()+": Server receive Msg:"+msg);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(channe!=null){
                try {
                    channe.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

MAIN

public class ReactorMain {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new Thread(new Reactor(8080),"Main-Thread").start();
    }
}

多线程Reactor模型(6.0+)(线程处理采用隔离机制)

MultiReactor

public class MultiReactor implements Runnable{

    private final Selector selector;
    private final ServerSocketChannel serverSocketChannel;

    public MultiReactor(int port) throws IOException {
        selector=Selector.open();
        serverSocketChannel= ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT,new MultiAcceptor(selector,serverSocketChannel));
    }

    @Override
    public void run() {
        while(!Thread.interrupted()){
            try {
                selector.select();
                Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
                Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
                while(iterator.hasNext()){
                    dispatch(iterator.next());
                    iterator.remove();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    private void dispatch(SelectionKey key){
        //可能拿到的对象有两个
        // Acceptor
        // Handler
        Runnable runnable=(Runnable)key.attachment();
        if(runnable!=null){
            runnable.run(); //
        }
    }
}

MultiAcceptor

public class MultiAcceptor implements Runnable{

    private final Selector selector;
    private final ServerSocketChannel serverSocketChannel;

    public MultiAcceptor(Selector selector, ServerSocketChannel serverSocketChannel) {
        this.selector = selector;
        this.serverSocketChannel = serverSocketChannel;
    }

    @Override
    public void run() {
        SocketChannel channel;

        try {
            channel=serverSocketChannel.accept();//得到一个客户端连接
            System.out.println(channel.getRemoteAddress()+":收到一个客户端连接");
            channel.configureBlocking(false);
            channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ,new MutilDispatchHandler(channel));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

MutilDispatchHandler

public class MutilDispatchHandler implements Runnable{

    SocketChannel channel;

    private Executor executor= Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

    public MutilDispatchHandler(SocketChannel channel) {
        this.channel = channel;
    }

    @Override
    public void run() {
        processor();
    }
    private void processor(){
        executor.execute(new ReaderHandler(channel));
    }
    static class ReaderHandler implements Runnable{
        private SocketChannel channel;

        public ReaderHandler(SocketChannel channel) {
            this.channel = channel;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":-----");
            ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(1024);
            try {
                Thread.sleep(100000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            int len=0,total=0;
            String msg="";
            try {
                do {
                    len = channel.read(buffer);
                    if(len>0){
                        total+=len;
                        msg+=new String(buffer.array());
                    }
                } while (len > buffer.capacity());
                System.out.println("total:"+total);

                //msg=表示通信传输报文
                //耗时2s
                //登录： username:password
                //ServetRequets: 请求信息
                //数据库的判断
                //返回数据，通过channel写回到客户端
                System.out.println(channel.getRemoteAddress()+": Server receive Msg:"+msg);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }finally {
                if(channel!=null){
                    try {
                        channel.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

MultiReactorMain

public class MultiReactorMain {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new Thread(new MultiReactor(8080),"Main-Thread").start();
    }
}

1.6. 异步IO模型（asynchronous IO）

如何进一步提高效率，解除最后一点阻塞呢？这就是异步IO模型，全称asynchronous I/O，简称为AIO。
AIO的基本流程是：用户线程经过系统调用，告知kernel内核启动某个IO操做，用户线程返回。kernel内核在整个IO操做（包括数据准备、数据复制）完成后，通知用户程序，用户执行后续的业务操做。
kernel的数据准备是将数据从网络物理设备（网卡）读取到内核缓冲区；kernel的数据复制是将数据从内核缓冲区拷贝到用户程序空间的缓冲区。
image.png
（1）当用户线程调用了read系统调用，马上就能够开始去作其它的事，用户线程不阻塞。
（2）内核（kernel）就开始了IO的第一个阶段：准备数据。当kernel一直等到数据准备好了，它就会将数据从kernel内核缓冲区，拷贝到用户缓冲区（用户内存）。
（3）kernel会给用户线程发送一个信号（signal），或者回调用户线程注册的回调接口，告诉用户线程read操做完成了。
（4）用户线程读取用户缓冲区的数据，完成后续的业务操做。
异步IO模型的特色：
在内核kernel的等待数据和复制数据的两个阶段，用户线程都不是block(阻塞)的。用户线程须要接受kernel的IO操做完成的事件，或者说注册IO操做完成的回调函数，到操做系统的内核。因此说，异步IO有的时候，也叫作信号驱动 IO 。
异步IO模型缺点：
须要完成事件的注册与传递，这里边须要底层操做系统提供大量的支持，去作大量的工做。
目前来讲， Windows 系统下经过 IOCP 实现了真正的异步 I/O。可是，就目前的业界形式来讲，Windows 系统，不多做为百万级以上或者说高并发应用的服务器操做系统来使用。
而在 Linux 系统下，异步IO模型在2.6版本才引入，目前并不完善。因此，这也是在 Linux 下，实现高并发网络编程时都是以 IO 复用模型模式为主。

小结一下：

四种IO模型，理论上越日后，阻塞越少，效率也是最优。在这四种 I/O 模型中，前三种属于同步 I/O，由于其中真正的 I/O 操做将阻塞线程。只有最后一种，才是真正的异步 I/O 模型。

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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