（一） BIO，NIO，阻塞，非阻塞，你懂了嗎

時間 2019-11-24

標籤 bio nio 阻塞欄目 Netty 简体版

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通常來講，一個輸入操做一般包括兩個階段：

1、等待數據準備好；
2、從內核向進程複製數據

是否同步的判斷依據是：是否針對的整個過程，即2個階段，是否有阻塞

是否阻塞的判斷依據是：按程序等待消息通知時的狀態角度來講的，，即針對第一階段來講

例子很形象：

http://www.javashuo.com/article/p-dnewdqjy-bo.html

Linux 認爲

一、用系統調用 read 從 socket 裏讀取 一段數據
二、用系統調用read 從 一個磁盤文件讀取一段數據到 內核

分網路IO 和磁盤文件 IO。網絡IO 才作 BLOCK。

 一個解釋是，所謂「Block」是指操做系統能夠預見這個Block會發生纔會主動Block。
例如當讀取TCP鏈接的數據時，若是發現Socket buffer裏沒有數據就能夠肯定定對方尚未發過來，因而Block；
而對於普通磁盤文件的讀寫，也許磁盤運做期間會抖動，會短暫暫停，可是操做系統沒法預見這種狀況，只能視做不會Block，照樣執行。

一、Unix 5中 IO模型

阻塞式I/O；
非阻塞式I/O；
I/O複用（select，poll，epoll...）；
信號驅動式I/O（SIGIO）；
異步I/O（POSIX的aio_系列函數）；

一、阻塞式I/O；

同步阻塞IO模型是最經常使用的一個模型。 linux中默認狀況下全部的socket都是 blocing，

在這個模型中，用戶空間的應用程序執行一個系統調用 recvform，這會致使應用程序阻塞，睡沒也不幹，直到數據準備好，等待 kenel準備好從網絡上姐都到的數據包 + 等待收到的報文被從 kernel 賦值到bug中，recvform 方法纔會返回，最後進程在處理數據。

2 非阻塞式I/O

非阻塞IO，對一個非阻塞描述符循環調用 recvfrom，持續的輪詢（polling），以查看某個操做是否就緒。與阻塞IO不同，非阻塞將大的整片時間的阻塞分紅 N多的小的阻塞，全部進程不斷的有機會被 CPU 光顧。

非阻塞的 recvfrom 系統調用後，進程並無被阻塞，內核立刻返回給進程，若是數據沒有準備好，會返回 error。進程在返回以後，能夠幹其餘事情，而後在發起recvfrom 系統調用。如此循環的僅從 recvfrom 系統調用，檢查內核數據，直到數據準備好，在拷貝數據到進程。拷貝數據整個過程，進程仍然是屬於阻塞的狀態。

3.I/O複用

IO multiplexing 就是咱們說的 select，poll，epoll。（多路複用，由於它能夠同時監聽多個 fd，減小了爲每一個須要監聽的fd 開啓線程的開銷）

select 調用是內核級別的，能夠等待多個socket，能實現同時多多個 IO端口進行監聽，當其中任何一個socket 的數據準備好了，就能返回進行可讀（寫），而後進程在進行 recvform 系統調用，將數據由內核拷貝到用戶進程，這個過程是阻塞的。

IO複用模型會用到 select，poll，epoll函數，這幾個函數也會使進程阻塞，可是和阻塞IO所不一樣的，這幾個函數能夠同時阻塞多個 IO操做，多個寫操做的 IP函數進行檢測，直到有數據可讀或可寫時（不是等到socket數據所有到達再處理, 而是有了一部分數據就會調用用戶進程來處理），才進行真正地調用 IO操做函數。

IO複用有人把其成爲同步非阻塞的，也有稱爲同步阻塞。其實這個是否阻塞還須要看第一個階段，第一個階段有的阻塞，有的不阻塞。主要也是阻塞在select階段，屬於用戶主動等待階段，咱們且規範爲阻塞狀態，因此，把IO多路複用歸爲同步阻塞模式。