美文网首页
关于IO的同步,异步,阻塞,非阻塞

关于IO的同步,异步,阻塞,非阻塞

作者: JokerW | 来源:发表于2019-08-08 14:00 被阅读0次

上次写了一篇文章:Unix IO 模型学习。恰巧在这次周会的时候,@fp1203 (goldendoc成员之一) 正好在讲解poll和epoll的底层实现。中途正好讨论了网络IO的同步、异步、阻塞、非阻塞的概念,当时讲下来,大家的理解各不相同,各执己见。搜索了网络上的一些文章,观点也各不相同,甚至连wiki也将异步和非阻塞当成一个概念在解释。

虽然网络上充斥了大量关于同步、异步、阻塞、非阻塞的文章,但大都是抄来抄去,没有一个权威的说法。但我找到了这一篇文章,该文章引用了《UNIX网络编程 卷1》的介绍,这本书的作者是Richard Stevens。如果有Richard Stevens在这方面的定义或者结论,那么我想,这应该是比较有说服力的了。

关于《UNIX网络编程 卷1》这本书,我特意找了英文原版,也共享出来了:大家可以下载《UNIX网络编程 卷1》的英文原版?HM格式)。

我看了6.2这节内容,这节内容就是讲IO模型的。刚刚提到的那篇文章,几乎就是翻译这个6.2节的。应该说,这个6.2节,对同步和异步的讲解,算是很清楚的。

下面是我自己理解的重点。

IO模型

目前unix存在五种IO模型(这也和上一篇文章:Unix IO 模型 中提到的一致),分别是:

· 阻塞型 IO(blocking I/O)

· 非阻塞性IO(nonblocking I/O)

· IO多路复用(I/O multiplexing)

· 信号驱动IO(signal driven I/O)

· 异步IO(asynchronous I/O)

IO的两个阶段

· 等待数据准备好

· 将数据从内核缓冲区复制到用户进程缓冲区

同步,异步的区别

那么究竟什么是同步和异步的区别呢?请重点读一下原文6.2节中的信号驱动IO和异步IO中的比较。最后总结出来是:

· 同步IO,需要用户进程主动将存放在内核缓冲区中的数据拷贝到用户进程中。

· 异步IO,内核会自动将数据从内核缓冲区拷贝到用户缓冲区,然后再通知用户。

这样,同步和异步的概念就非常明显了。以上的五种IO模型,前面四种都是同步的,只有第五种IO模型才是异步的IO。

阻塞和非阻塞

那么阻塞和非阻塞呢?注意到以上五个模型。阻塞IO,非阻塞IO,只是上面的五个模型中的两个。阻塞,非阻塞,是针对单个进程而言的。

当对多路复用IO进行调用时,比如使用poll。需注意的是,poll是系统调用,当调用poll的时候,其实已经是陷入了内核,是内核线程在跑了。因此对于调用poll的用户进程来讲,此时是阻塞的。

因为poll的底层实现,是去扫描每个文件描述符(fd),而如果要对感兴趣的fd进行扫描,那么只能将每个描述符设置成非阻塞的形式(对于用户进程来讲,设置fd是阻塞还是非阻塞,可以使用系统调用fcntl),这样才有可能进行扫描。如果扫描当中,发现有可读(如果可读是用户感兴趣的)的fd,那么select就在用户进程层面就会返回,并且告知用户进程哪些fd是可读的。

这时候,用户进程仍然需要使用read的系统调用,将fd的数据,从内核缓冲区拷贝到用户进程缓冲区(这也是poll为同步IO的原因)。

那么此时的read是阻塞还是非阻塞呢?这就要看fd的状态了,如果fd被设置成了非阻塞,那么此时的read就是非阻塞的;如果fd被设置成了阻塞,那么此时的read就是阻塞的。

不过程序已经执行到了这时候,不管fd是阻塞还是非阻塞,都没有任何区别,因为之前的poll,就是知道有数据准备好了才返回的,也就是说内核缓冲区已经有了数据,此时进行read,是肯定能够将数据拷贝到用户进程缓冲区的。

但如果换种想法,如果poll是因为超时返回的,而我们又对一个fd(此fd是被poll轮询过的)进行read调用,那么此时是阻塞还是非阻塞,就非常有意义了,对吧!

结论

· 判断IO是同步还是异步,是看谁主动将数据拷贝到用户进程。

· select或者poll,epoll,是同步调用,进行此调用的用户进程也处于阻塞状态。

· javaScript或者nodejs中的读取网络(文件)数据,然后提供回调函数进行处理,是异步IO。

相关文章

  • IO模型

    原文参考链接 四种状态 同步 异步 阻塞 非阻塞 IO分类 同步阻塞IO 同步非阻塞IO 异步非阻塞IO注意: 没...

  • 阻塞非阻塞 同步异步 IO模型及其应用 NIO实现原理

    1.同步异步概念 2.阻塞非阻塞概念 3.常见I/O模型:同步阻塞IO,同步非阻塞IO,异步阻塞IO,异步非阻塞I...

  • BIO NIO AIO

    BIO:同步阻塞IONIO:同步非阻塞IOAIO:异步非阻塞IO先弄清楚同步、异步,阻塞、非阻塞概念。 io操作分...

  • UNIX 的5种IO模型介绍

    IO模型同步、异步、阻塞、非阻塞socket阻塞与非阻塞,同步与异步 同步和异步 同步/异步主要针对C端-同步就像...

  • I/O模型

    一般来说I/O模型可以分为:同步阻塞,同步非阻塞,异步阻塞,异步非阻塞IO 同步阻塞IO:在此种方式下,用户进程在...

  • Java IO

    Before IO 分为:同步、异步阻塞、非阻塞 同步和异步是目的,阻塞和非阻塞是实现方式。 一个IO操作其实分成...

  • I/O详解之BIO,NIO,AIO概念

    IO的方式通常分为几种,同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、异步非阻塞的AIO。 1.IO场景 同步阻塞IO(B...

  • 产品开发

    IO复用模型同步,异步,阻塞,非阻塞及实例详解 IO复用模型同步,异步,阻塞,非阻塞及实例详解数据库中间件 MyC...

  • java IO、NIO、AIO

    IO流(同步、阻塞) 、 NIO(同步、非阻塞) 、 NIO2(异步、非阻塞) 概述在我们学习Java的IO流之前...

  • 网络编程之IO模型与Epoll

    一、IO模型 区分同步&异步,阻塞&非阻塞 区分同步或异步(synchronous/asynchronous)。简...

网友评论

      本文标题:关于IO的同步,异步,阻塞,非阻塞

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/ntlxjctx.html