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阻塞和非阻塞网络IO有什么区别，阻塞非阻塞同步和异步的区别

生活百科经验分享

1，阻塞非阻塞同步和异步的区别首先来解释同步和异步的概念,这两个概念与消息的通知机制有关.举个例子,比如我去银行办理业务,可能选择排队等候,也可能取一个小纸条上面有我的号码,等到排到我这一号时由柜台的人通知我轮到我去办理业务了.前者(排队等候)就是同步等待消息,而后者(等待别人通知)就是异步等待消息.在异步消息处理中,等待消息者(在这个例子中就是等待办理业务的人)往往注册一个回调机制,在所等待的事件被触发时由触发机制(在这里是柜台的人)通过某种机制(在这里是写在小纸条上的号码)找到等待该事件的人.而在实际的程序中,同步消息处理就好比简单的read/write操作,它们需要等待这两个操作成功才能返回;而异步处理机制就是类似于select/poll之类的多路复用IO操作,当所关注的消息被触发时,由消息触发机制通知触发对消息的处理.其次再来解释一下阻塞和非阻塞,这两个概念与程序等待消息(无所谓同步或者异步)时的状态有关.继续上面的那个例子,不论是排队还是使用号码等待通知,如果在这个等待的过程中,等待者除了等待消息之外不能做其它的事情,那么该机制就是阻塞的,表现在程序中,也就是该程序一直阻塞在该函数调用处不能继续往下执行.相反,有的人喜欢在银行办理这些业务的时候一边打打电话发发短信一边等待,这样的状态就是非阻塞的,因为他(等待者)没有阻塞在这个消息通知上,而是一边做自己的事情一边等待.但是需要注意了,第一种同步非阻塞形式实际上是效率低下的,想象一下你一边打着电话一边还需要抬头看到底队伍排到你了没有,如果把打电话和观察排队的位置看成是程序的两个操作的话,这个程序需要在这两种不同的行为之间来回的切换,效率可想而知是低下的;而后者,异步非阻塞形式却没有这样的问题,因为打电话是你(等待者)的事情,而通知你则是柜台(消息触发机制)的事情,程序没有在两种不同的操作中来回切换.很多人会把同步和阻塞混淆,我想是因为很多时候同步操作会以阻塞的形式表现出来,比如很多人会写阻塞的read/write操作,但是别忘了可以对fd设置O_NONBLOCK标志位,这样就可以将同步操作变成非阻塞的了;同样的,很多人也会把异步和非阻塞混淆,因为异步操作一般都不会在真正的IO操作处被阻塞,比如如果用select函数,当select返回可读时再去read一般都不会被阻塞,就好比当你的号码排到时一般都是在你之前已经没有人了,所以你再去柜台办理业务就不会被阻塞.
2 ， 网络编程中阻塞和非阻塞socket的区别阻塞：一般的I/O操作可以在新建的流中运用.在服务器回应前它等待客户端发送一个空白的行.当会话结束时,服务器关闭流和客户端socket.如果在队列中没有请示将会出现什么情况呢?那个方法将会等待一个的到来.这个行为叫阻塞.accept()方法将会阻塞服务器线程直到一个呼叫到来.当5个连接处理完闭之后,服务器退出.任何的在队列中的呼叫将会被取消.非阻塞：非阻塞套接字是指执行此套接字的网络调用时，不管是否执行成功 ， 都立即返回 。比如调用recv()函数读取网络缓冲区中数据，不管是否读到数据都立即返回，而不会一直挂在此函数调用上 。在实际Windows网络通信软件开发中，异步非阻塞套接字是用的最多的 。平常所说的C/S（客户端/服务器）结构的软件就是异步非阻塞模式的读操作对于阻塞的socket,当socket的接收缓冲区中没有数据时，read调用会一直阻塞住 ， 直到有数据到来才返回 。当socket缓冲区中的数据量小于期望读取的数据量时，返回实际读取的字节数 。当sockt的接收缓冲区中的数据大于期望读取的字节数时，读取期望读取的字节数，返回实际读取的长度 。对于非阻塞socket而言，socket的接收缓冲区中有没有数据，read调用都会立刻返回 。接收缓冲区中有数据时，与阻塞socket有数据的情况是一样的，如果接收缓冲区中没有数据 ， 则返回错误号为ewouldblock,表示该操作本来应该阻塞的，但是由于本socket为非阻塞的socket，因此立刻返回 ， 遇到这样的情况，可以在下次接着去尝试读取 。如果返回值是其它负值 ， 则表明读取错误 。因此，非阻塞的rea调用一般这样写:if ((nread = read(sock_fd, buffer, len)) < 0)if (errno == ewouldblock)return 0; //表示没有读到数据}else return -1; //表示读取失败}else return nread;读到数据长度写操作对于写操作write,原理是类似的，非阻塞socket在发送缓冲区没有空间时会直接返回错误号ewouldblock,表示没有空间可写数据，如果错误号是别的值 ， 则表明发送失败 。如果发送缓冲区中有足够空间或者是不足以拷贝所有待发送数据的空间的话，则拷贝前面n个能够容纳的数据，返回实际拷贝的字节数 。而对于阻塞socket而言，如果发送缓冲区没有空间或者空间不足的话 ， write操作会直接阻塞?。绻凶愎豢占?，则拷贝所有数据到发送缓冲区，然后返回.非阻塞的write操作一般写法是:int write_pos = 0;int nleft = nlen;while (nleft > 0)int nwrite = 0;if ((nwrite = write(sock_fd, data + write_pos, nleft)) <= 0)if (errno == ewouldblock)nwrite = 0;}else return -1; //表示写失败}nleft -= nwrite;write_pos += nwrite;}return nlen;建立连接阻塞方式下，connect首先发送syn请求道服务器，当客户端收到服务器返回的syn的确认时，则connect返回.否则的话一直阻塞.非阻塞方式，connect将启用tcp协议的三次握手，但是connect函数并不等待连接建立好才返回，而是立即返回 。返回的错误码为einprogress,表示正在进行某种过程.接收连接对于阻塞方式的倾听socket,accept在连接队列中没有建立好的连接时将阻塞，直到有可用的连接，才返回 。非阻塞倾听socket,在有没有连接时都立即返回，没有连接时，返回的错误码为ewouldblock,表示本来应该阻塞 。无阻塞的设置方法方法一:fcntlint flag;if (flag = fcntl(fd, f_getfl, 0) <0) perror("get flag");flag |= o_nonblock;if (fcntl(fd, f_setfl, flag) < 0)perror("set flag");方法二:ioctlint b_on = 1;ioctl (fd, fionbio, &b_on);
3，文件状态标志里面的非阻塞模式是什么意思非阻塞IO 和阻塞IO：在网络编程中对于一个网络句柄会遇到阻塞IO 和非阻塞IO 的概念, 这里对于这两种socket 先做一下说明：基本概念：阻塞IO::socket 的阻塞模式意味着必须要做完IO 操作（包括错误）才会返回 。非阻塞IO::非阻塞模式下无论操作是否完成都会立刻返回，需要通过其他方式来判断具体操作是否成功 。(对于connect，accpet操作，通过select判断，对于recv，recvfrom，send ， sendto通过返回值+错误码来判断)IO模式设置：SOCKET对于一个socket 是阻塞模式还是非阻塞模式的处理方法::方法：：用fcntl 设置;用F_GETFL获取flags,用F_SETFL设置flagsO_NONBLOCK;同时，recv,send 时使用非阻塞的方式读取和发送消息，即flags设置为MSG_DONTWAIT实现 fcntl 函数可以将一个socket 句柄设置成非阻塞模式:flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);//获取文件的flags值 。fcntl(sockfd, F_SETFL, flagsO_NONBLOCK);//设置成非阻塞模式；flags= fcntl(sockfd,F_GETFL,0);fcntl(sockfd,F_SETFL,flags&~O_NONBLOCK);//设置成阻塞模式；并在接收和发送数据时:将recv, send 函数的最后有一个flag 参数设置成MSG_DONTWAITrecv(sockfd, buff, buff_size,MSG_DONTWAIT);//非阻塞模式的消息发送send(scokfd, buff, buff_size, MSG_DONTWAIT);//非阻塞模式的消息接受普通文件对于文件的阻塞模式还是非阻塞模式::方法1、open时，使用O_NONBLOCK；方法2、fcntl设置，使用F_SETFL，flagsO_NONBLOCK；消息队列对于消息队列消息的发送与接受:://非阻塞msgsnd(sockfd,msgbuf,msgsize(不包含类型大小),IPC_NOWAIT)//阻塞msgrcv(scokfd,msgbuf,msgsize(**),msgtype,IPC_NOWAIT);读阻塞与非阻塞读的区别://阻塞和非阻塞的区别在于没有数据到达的时候是否立刻返回．读(read/recv/msgrcv):读的本质来说其实不能是读,在实际中, 具体的接收数据不是由这些调用来进行,是由于系统底层自动完成的 。read 也好,recv 也好只负责把数据从底层缓冲copy 到我们指定的位置.对于读来说(read, 或者recv) ::阻塞情况下::在阻塞条件下，read/recv/msgrcv的行为::1、如果没有发现数据在网络缓冲中会一直等待，2、当发现有数据的时候会把数据读到用户指定的缓冲区，但是如果这个时候读到的数据量比较少，比参数中指定的长度要小，read 并不会一直等待下去，而是立刻返回 。read 的原则::是数据在不超过指定的长度的时候有多少读多少，没有数据就会一直等待 。所以一般情况下::我们读取数据都需要采用循环读的方式读取数据，因为一次read 完毕不能保证读到我们需要长度的数据，read 完一次需要判断读到的数据长度再决定是否还需要再次读取 。非阻塞情况下::在非阻塞的情况下，read 的行为::1、如果发现没有数据就直接返回，2、如果发现有数据那么也是采用有多少读多少的进行处理．所以::read 完一次需要判断读到的数据长度再决定是否还需要再次读取 。对于读而言::阻塞和非阻塞的区别在于没有数据到达的时候是否立刻返回．recv 中有一个MSG_WAITALL 的参数::recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_WAITALL),在正常情况下recv 是会等待直到读取到buff_size 长度的数据，但是这里的WAITALL 也只是尽量读全，在有中断的情况下recv 还是可能会被打断，造成没有读完指定的buff_size的长度 。所以即使是采用recv + WAITALL 参数还是要考虑是否需要循环读取的问题 ， 在实验中对于多数情况下recv (使用了MSG_WAITALL)还是可以读完buff_size ， 所以相应的性能会比直接read 进行循环读要好一些 。注意:://使用MSG_WAITALL时 ， sockfd必须处于阻塞模式下 ， 否则不起作用 。//所以MSG_WAITALL不能和MSG_NONBLOCK同时使用 。要注意的是使用MSG_WAITALL的时候，sockfd 必须是处于阻塞模式下，否则WAITALL不能起作用 。写 阻塞与非阻塞写的区别://写(send/write/msgsnd)::写的本质也不是进行发送操作,而是把用户态的数据copy 到系统底层去,然后再由系统进行发送操作,send，write返回成功，只表示数据已经copy 到底层缓冲,而不表示数据已经发出,更不能表示对方端口已经接收到数据.对于write(或者send)而言，阻塞情况下:://阻塞情况下 ， write会将数据发送完 。(不过可能被中断)在阻塞的情况下，是会一直等待 ， 直到write 完，全部的数据再返回．这点行为上与读操作有所不同 。原因::读 ， 究其原因主要是读数据的时候我们并不知道对端到底有没有数据，数据是在什么时候结束发送的，如果一直等待就可能会造成死循环，所以并没有去进行这方面的处理；写，而对于write, 由于需要写的长度是已知的 ， 所以可以一直再写，直到写完．不过问题是write 是可能被打断吗 ， 造成write 一次只write 一部分数据, 所以write 的过程还是需要考虑循环write, 只不过多数情况下一次write 调用就可能成功.非阻塞写的情况下:://非阻塞写的情况下，是采用可以写多少就写多少的策略．与读不一样的地方在于 ， 有多少读多少是由网络发送的那一端是否有数据传输到为标准，但是对于可以写多少是由本地的网络堵塞情况为标准的 ， 在网络阻塞严重的时候，网络层没有足够的内存来进行写操作 ， 这时候就会出现写不成功的情况，阻塞情况下会尽可能(有可能被中断)等待到数据全部发送完毕， 对于非阻塞的情况就是一次写多少算多少,没有中断的情况下也还是会出现write 到一部分的情况.【阻塞和非阻塞网络IO有什么区别，阻塞非阻塞同步和异步的区别】

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