3.6.1.非阻塞IO

Posted 2020-11-20 ocean-star

本节讲解什么是非阻塞IO，如何将文件描述符修改为非阻塞式

3.6.1.1、阻塞与非阻塞

（1）阻塞是指函数调用会被阻塞。本质是当前进程调用了函数，进入内核里面去后，因为当前进程的执行条件不满足，内核无法里面完成操作，就挂起这个进程，去执行其他进程。默认使用阻塞IO
（2）非阻塞IO当条件不满足时直接停止当前操作，退出程序（？）。或者非阻塞IO条件不满足时会一直占用CPU资源
（3）结合程序状态转换图一起理解

3.6.1.2、为什么有阻塞式
(1)常见的阻塞：wait、pause、sleep等函数；read或write某些文件时
wait等待回收子进程：当子进程没死，父进程就不能回收子进程，内核就阻塞住父进程，知道子进程死去称为僵尸进程，这时内核就会发一个信号给父进程，父进程就会被唤醒，去回收子进程。

(2)阻塞式的好处
非常有利于OS的性能发挥。阻塞时不会占用CPU，CPU可以去执行其他。

3.6.1.3、非阻塞

(1)为什么要实现非阻塞
(2)如何实现非阻塞IO访问：O_NONBLOCK和fcntl

a -- 阻塞
阻塞操作是指在执行设备操作时，若不能获得资源，则挂起进程知道满足可操作的条件后再进行操作；被挂起的进程进入休眠状态（放弃CPU），被从调度器的运行队列移走，直到等待的条件被满足；
b -- 非阻塞
非阻塞的进程在不能进行设备操作时，并不挂起（继续占用CPU），它或者放弃，或者不停地查询，直到可以操作为止；
二者的区别可以看应用程序的调用是否立即返回！

  驱动程序通常需要提供这样的能力：当应用程序进行 read()、write() 等系统调用时，若设备的资源不能获取，而用户又希望以阻塞的方式访问设备，驱动程序应在设备驱动的xxx_read()、xxx_write() 等操作中将进程阻塞直到资源可以获取，此后，应用程序的 read()、write() 才返回，整个过程仍然进行了正确的设备 访问，用户并没感知到；若用户以非阻塞的方式访问设备文件，则当设备资源不可获取时，设备驱动的 xxx_read()、xxx_write() 等操作立刻返回， read()、write() 等系统调用也随即被返回。
  因为阻塞的进程会进入休眠状态，因此，必须确保有一个地方能够唤醒休眠的进程，否则，进程就真的挂了。唤醒进程的地方最大可能发生在中断里面，因为硬件资源获得的同时往往伴随着一个中断。

  阻塞I/O通常由等待队列来实现，而非阻塞I/O由轮询来实现。