它如何解決IO等待問題？

Go有超高并發能力，它如何解決IO等待問題的？回答此問題前，我們需要先普及一下 IO 的相關知識點。

01IO 基本概念Linux 的內核將所有外部設備都可以看做一個文件來操作（Unix 的設計原則，一切皆文件）。那么我們對外部設備的操作都可以看做對文件進行操作。我們對一個文件的讀寫，都通過調用內核提供的系統調用；內核給我們返回一個 file descriptor（fd，文件描述符）。對一個 socket 的讀寫也會有相應的描述符，稱為socketfd(socket 描述符）。描述符就是一個數字(可以理解為一個索引)，指向內核中一個結構體（文件路徑，數據區，等一些屬性）。應用程序對文件的讀寫就通過對描述符的讀寫完成。一個基本的 IO，它會涉及到兩個系統對象，一個是調用這個 IO 的進程對象，另一個就是系統內核(kernel)。一般來說，服務器端的 I/O 主要有兩種情況：一是來自網絡的 I/O；二是對文件(設備)的I/O。02常見的 IO 模型首先一個 IO 操作其實分成了兩個步驟：發起 IO 請求（等待網絡數據到達網卡并讀取到內核緩沖區，數據準備好）和實際的 IO 操作（從內核緩沖區復制數據到進程空間）。阻塞和非阻塞阻塞 IO 和非阻塞 IO 的區別在于第一步：發起 IO 請求是否會被阻塞。如果阻塞直到完成，那么就是傳統的阻塞 IO，如果不阻塞，那么就是非阻塞 IO。同步和異步同步 IO 和異步 IO 的區別就在于第二個步驟是否阻塞。如果實際的 IO 讀寫阻塞請求進程，那么就是同步IO。因此常說的阻塞 IO、非阻塞 IO、IO 復用、信號驅動 IO 都是同步 IO。如果不阻塞，而是操作系統幫你做完 IO 操作后再將結果返回給你（通知你），那么就是異步IO。IO 多路復用指內核一旦發現進程指定的一個或者多個IO條件準備讀取，它就通知該進程。目前支持 I/O 多路復用的常用系統調用有 select，pselect，poll，epoll 等，I/O 多路復用就是通過一種機制，一個進程可以監視多個描述符，一旦某個描述符就緒（一般是讀就緒或者寫就緒），能夠通知程序進行相應的讀寫操作。但 select，pselect，poll，epoll本質上都是同步 I/O，因為他們都需要在讀寫事件就緒后自己負責進行讀寫，也就是說這個讀寫過程是阻塞的，而異步 I/O 則無需自己負責進行讀寫，異步 I/O 的實現會負責把數據從內核拷貝到用戶空間。

5 種 IO 模型

《UNIX 網絡編程》對 IO 模型進行了總結，分別是：

阻塞 IO、非阻塞 IO、IO 多路復用、信號驅動的 IO、異步 IO；前 4 種為同步 IO，只有異步 IO 模型是異步 IO。03回到問題目前很多高性能的基礎網絡服務器都是采用的 C 語言開發的，比如：Nginx、Redis、memcached 等，它們都是基于“事件驅動 + 事件回調函數”的方式實現，也就是采用 epoll 等作為網絡收發數據包的核心驅動。但不少人都認為“事件驅動 + 事件回調函數”的編程方法是“反人類”的；因為大多數人都更習慣線性的處理一件事情：做完第一件事情再做第二件事情，并不習慣在 N 件事情之間頻繁的切換干活。為了解決程序員在開發服務器時需要自己的大腦不斷的“上下文切換”的問題，Go 語言引入了一種用戶態線程 goroutine 來取代編寫異步的事件回調函數，從而重新回歸到多線程并發模型的線性、同步的編程方式上。在 Linux 上 Go 語言寫的網絡服務器也是采用的 epoll 作為最底層的數據收發驅動，Go 語言網絡的底層實現中同樣存在“上下文切換”的工作，只是這個切換工作由 runtime 的調度器來做了，減少了程序員的負擔。

所以，IO 等待是必然，只是誰等的問題。Go 語言在遇到 IO 需要等待時，runtime 會進行調度，語言層面處理這個問題。Go 擁有超高并發能力的關鍵就在于用戶態的 goroutine。

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