網路程式設計釋疑之同步，非同步，阻塞，非阻塞

一講到網路程式設計的i/o模型，總會涉及到這幾個概念。問了很多人，沒幾個能清晰地講出他們之間的區別聯絡，甚至在網路上也有很多不同的觀點，也不知是中國文字釋義的博大精深，還是本來這幾個概念就是繞人不倦。今天我也來給大家講解一下我對這幾個概念的理解。

既然網路上眾說紛紜，不如找個權威參考一下，這個權威就是《unix網路程式設計：卷一》第六章——i/o復用。書中向我們提及了5種類unix下可用的i/o模型：

阻塞式i/o模型：預設情況下，所有套接字都是阻塞的。怎麼理解？先理解這麼個流程，乙個輸入操作通常包括兩個不同階段：

（1）等待資料準備好；

（2）從核心向程序複製資料。

對於乙個套接字上的輸入操作，第一步通常涉及等待資料從網路中到達。當所有等待分組到達時，它被複製到核心中的某個緩衝區。第二步就是把資料從核心緩衝區複製到應用程式緩衝區。好，下面我們以阻塞套接字的recvfrom的的呼叫圖來說明阻塞

標紅的這部分過程就是阻塞，直到阻塞結束recvfrom才能返回。

非阻塞式i/o：以下這句話很重要：程序把乙個套接字設定成非阻塞是在通知核心，當所請求的i/o操作非得把本程序投入睡眠才能完成時，不要把程序投入睡眠，而是返回乙個錯誤。看看非阻塞的套接字的recvfrom操作如何進行

可以看出recvfrom總是立即返回。

i/o多路復用：雖然i/o多路復用的函式也是阻塞的，但是其與以上兩種還是有不同的，i/o多路復用是阻塞在select，epoll這樣的系統呼叫之上，而沒有阻塞在真正的i/o系統呼叫如recvfrom之上。如圖

訊號驅動式i/o：用的很少，就不做講解了。直接上圖

非同步i/o：這類函式的工作機制是告知核心啟動某個操作，並讓核心在整個操作（包括將資料從核心拷貝到使用者空間）完成後通知我們。如圖：

注意紅線標記處說明在呼叫時就可以立馬返回，等函式操作完成會通知我們。

等等，大家一定要問了，同步這個概念你怎麼沒涉及啊？別急，您先看總結。其實前四種i/o模型都是同步i/o操作，他們的區別在於第一階段，而他們的第二階段是一樣的：在資料從核心複製到應用緩衝區期間（使用者空間），程序阻塞於recvfrom呼叫。相反，非同步i/o模型在這兩個階段都要處理。

再看posix對這兩個術語的定義：

好，下面我用我的語言來總結一下阻塞，非阻塞，同步，非同步

網路程式設計釋疑之 同步，非同步，阻塞，非阻塞