Python 第七章 IO程式設計

IO程式設計

IO在計算機中指的是input/output,也就是輸入和輸出。由于資料運作時實在記憶體中駐留，由CPU這個超快的計算核心來執行，涉及到資料交換的地方，通常磁盤網絡等，就需要IO接口。

對于本機來說，往外的叫做Output，從外面接收的叫做Input。是以，程式完成IO操作會有Input和Output兩個資料流。當然也有隻用一個的情況，比如，從磁盤讀取檔案到記憶體，就隻有Input，反過來，把資料寫到磁盤中，就隻有Output操作。

IO程式設計中，流（stream）是一個很重要的概念。Input Stream就是資料從外面流到記憶體。反之，資料從記憶體流出就是Output stream。

由于CPU和記憶體的速度遠遠高于外設的速度，是以，在IO程式設計中，存在速度不比對的問題。如何解決這種問題，存在兩種解決方法：

第一種，CPU等着，也就是程式暫停執行後續代碼，這種模式成為同步IO。

另外一種是，CPU不等待，後續代碼可以繼續執行，這種成為異步IO。

同步和異步的差別在于是否等待IO的執行結果。

很明顯，異步IO寫出來的程式性能遠高于同步IO，但是異步IO的問題是程式設計模型複雜。異步IO的複雜度遠高于同步IO。

操作IO的能力是由操作系提供的，每一種程式設計語言都會把作業系統提供的低級C語言接口封裝起來友善實用，Python也不例外。我們後邊會詳細講解Python的IO程式設計接口。

注，本章的IO程式設計都是同步IO，異步IO複雜度太高，後續涉及到伺服器端程式開發在讨論。