網絡IO之阻塞、非阻塞、同步、異步總結

一、前言

　　在網絡編程中，阻塞、非阻塞、同步、異步常常被提到。unix網絡編程第一卷第六章專門討論五種不一樣的IO模型，Stevens講的很是詳細，我記得去年看第一遍時候，似懂非懂，沒有深刻理解。網上有詳細的分析：http://blog.csdn.net/historyasamirror/article/details/5778378。我結合網上博客和書總結一下，加以區別，加深理解。

二、數據流向

　　網絡IO操做實際過程涉及到內核和調用這個IO操做的進程。以read爲例，read的具體操做分爲如下兩個部分:

　　（1）內核等待數據可讀

　　（2）將內核讀到的數據拷貝到進程

詳細過程以下圖所示：

三、網絡IO模型詳細分析

　　常見的IO模型有阻塞、非阻塞、IO多路複用，異步。以一個生動形象的例子來講明這四個概念。週末我和女朋友去逛街，中午餓了，咱們準備去吃飯。週末人多，吃飯須要排隊，我和女朋友有如下幾種方案：

　　（1）我和女朋友點完餐後，不知道何時能作好，只好坐在餐廳裏面等，直到作好，而後吃完才離開。

女朋友本想還和我一塊兒逛街的，可是不知道飯能何時作好，只好和我一塊兒在餐廳等，而不能去逛街，直到吃完飯才能去逛街，中間等待作飯的時間浪費掉了。這就是典型的阻塞。網絡中IO阻塞以下圖所示：

　　（2）我女朋友不甘心白白在這等，又想去逛商場，又擔憂飯好了。因此咱們逛一會，回來詢問服務員飯好了沒有，來來回回好屢次，飯都還沒吃都快累死了啦。這就是非阻塞。須要不斷的詢問，是否準備好了。網絡IO非阻塞以下圖所示：

　　（3）與第二個方案差很少，餐廳安裝了電子屏幕用來顯示點餐的狀態，這樣我和女朋友逛街一會，回來就不用去詢問服務員了，直接看電子屏幕就能夠了。這樣每一個人的餐是否好了，都直接看電子屏幕就能夠了，這就是典型的IO多路複用，如select、poll、epoll。網絡IO具體模型以下圖所示：

　　（4）女朋友不想逛街，又餐廳太吵了，回家好好休息一下。因而咱們叫外賣，打個電話點餐，而後我和女朋友能夠在家好好休息一下，飯好了送貨員送到家裏來。這就是典型的異步，只須要打個電話說一下，而後能夠作本身的事情，飯好了就送來了。linux提供了AIO庫函數實現異步，可是用的不多。目前有不少開源的異步IO庫，例如libevent、libev、libuv。異步過程以下圖所示：

四、同步與異步

　　實際上同步與異步是針對應用程序與內核的交互而言的。同步過程當中進程觸發IO操做並等待或者輪詢的去查看IO操做是否完成。異步過程當中進程觸發IO操做之後，直接返回，作本身的事情，IO交給內核來處理，完成後內核通知進程IO完成。同步與異步以下圖所示：

五、阻塞與非阻塞

　　簡單理解爲須要作一件事能不能當即獲得返回應答，若是不能當即得到返回，須要等待，那就阻塞了，不然就能夠理解爲非阻塞。詳細區別以下圖所示：