IO의 종류

• network(socket)
• file
• pipe(process 간 통신)
• device

socket

• 네트워크 통신은 socket을 통해 데이터가 주고받아짐
• 통신하고자 하는 두 프로세스는 각 소켓을 열고 이를통하여 통신

스레드에서 blocking IO

스레드에서 blocking system call을 호출하면 해당 IO 작업이 완료될 때까지 스레드는 대기
커널은 작업이 완료되어야 결과를 리턴

스레드는 IO가 발생하면 waiting 상태로 전환됨
즉, blocking이 되어도 CPU는 계속 일하고 있지만
IO 작업이 완료되기 전까지 waiting이므로 다른 스레드와의 CPU 사용 경쟁에서 불리함

소켓에서 blocking IO

• 소켓 A는 데이터를 받는 입장
• 소켓 S는 데이터를 전송하는 입장

raed(socket A)를 호출 시 recv_buffer가 비어져 있으면 데이터가 올때까지 대기 => blocking
write(socket S)를 호출 시 send_buffer가 가득 차있으면 자리가 생길때까지 대기 => blocking

스레드에서 non-blocking IO

non-blocking system call을 호출하면 커널은 IO 작업 완료 전 결과를 즉시 리턴
스레드는 다른 작업을 계속 진행할 수 있음

non-blocking은 IO가 발생하여도 스레드는 waiting 상태로 전환되지 않음
스레드는 커널에 작업이 완료되었는지 주기적으로 확인하거나
완료되면 커널에게 알림을 받아 결과를 처리하는 2가지 방식 존재

소켓에서 non-blocking IO

스레드의 non-blocking IO와 마찬가지로 read, write 호출 시 커널은 즉시 결과를 리턴

IO 멀티플렉싱

• IO 작업들을 동시에 system call로 요청하고 완료된 작업들을 한번에 알려줌줌

2개 소켓의 non-blocking read를 한번의 system call로 호출 알려줄 때도 한번에 2개의 작업에 대해 완료 여부 및 결과를 알려줌

위에서는 blocked 된 스레드로 그려졌지만
스레드가 run/blocked 될지는 상황, 구현에 따라 다름
즉, IO 멀티플렉싱은 스레드가 block, non-block과 관계없이 한번에 여러 요청을 커널에 전달, 결과를 받는 것이 핵심

IO 멀티플렉싱의 종류

• select
• poll
• epoll(Linux)
• kqueue(Mac OS)
• IOCP(Windows)