阻塞 & 非阻塞 | 同步 & 异步

Posted 2021-09-30 看，未来

这里讲的都是基于IO的

阻塞、非阻塞、同步、异步

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一个典型的IO操作包括了两个阶段，数据准备和数据读写。比如说现在要使用 recv 执行一个读操作，数据就绪就是远端是否有数据可读。

当IO工作在阻塞状态下的时候，如果数据没有就绪，recv就会阻塞当前线程；如果说IO工作在非阻塞状态下，会立即返回。返回值-1的话，就说明连接出现问题，连接异常；如果返回值是0，且errno是EAGIN的话，就说明这是一个正常的非阻塞，返回数据未就绪状态。如果数据就绪，recv会继续把数据从内核TCP缓冲区拷贝到传入recv的buf应用程序缓冲区中。在拷贝过程中，应用程序会一直等待这个过程结束才返回。

如果是异步，在传入sockfd和buf之外，还要传入通知方式，告诉操作系统的异步IO负责监听这个sockfd是否有数据可读，如果有，有操作系统将数据拷贝到buf中，并通知应用程序。

一个同步IO接口的示例：

char buf[1024];	
int sz = recv(sockfd,buf,1024,0);
//阻塞：一直在这儿死等
//非阻塞：时不时的回来问一下
if(sz>0){
	//在上面的数据没有读取完成之前，是不会进入到这里的
}

如果说异步，就是同步的反面，那也能说得通。
异步操作会告诉内核，我对这个事件感兴趣，事件发生的时候你通知我一声儿就好了，我还忙着呢，没空搁这儿等你。

通知，通知，通知，重要的事说三遍！！！
这是异步最大的标识。
比如说信号，比如说回调。

异步IO接口：

#include <aio.h>

int aio_read(struct aiocb *aiocbp);
int aio_write(struct aiocb *aiocbp);

#include <aiocb.h>

struct aiocb {
  /* 下面所有字段依赖于具体实现 */

  int             aio_fildes;     /* 文件描述符 */
  off_t           aio_offset;     /* 文件偏移 */
  volatile void  *aio_buf;        /* 缓冲区地址 */
  size_t          aio_nbytes;     /* 传输的数据长度 */
  int             aio_reqprio;    /* 请求优先级 */
  struct sigevent aio_sigevent;   /* 通知方法 */
  int             aio_lio_opcode; /* 仅被 lio_listio() 函数使用 */

  /* Various implementation-internal fields not shown */
};

陈硕大神说：在处理IO的时候，阻塞和非阻塞都是同步IO，只有使用了特殊的API才是异步IO。

epoll也属于同步IO。

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五种IO模型

阻塞：

非阻塞：

多路IO复用

信号驱动：
这里就完全放飞自我了

异步：

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Reactor反应堆模型

One loop per thread is usually useful。 – libev作者

reactor中的重要组件：Event事件、Reactor反应堆、Demultlplex事件分发器、Evanthandler事件处理器。

图片来自网络，看图说话。

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本次不足

对于异步IO操作，始终还是停留在了解的层面，还没真正去写过代码。