1. 程式人生 > >阻塞IO和非阻塞IO的區別(轉載)

阻塞IO和非阻塞IO的區別(轉載)

轉載地址:

http://blog.sina.com.cn/s/blog_a46817ff0101g0gv.html

http://blog.csdn.net/nodeathphoenix/article/details/30389317

有很多人把阻塞認為是同步,把非阻塞認為是非同步;個人認為這樣是不準確的,當然從思想上可以這樣類比,但方式是完全不同的,下面說說在JAVA裡面阻塞IO和非阻塞IO的區別

     在JDK1.4中引入了一個NIO的類庫,使得Java涉及IO的操作擁有阻塞式和非阻塞式兩種,問一下阻塞IO與非阻塞IO有什麼區別?有什麼優缺點?

在阻塞模式下,若從網路流中讀取不到指定大小的資料量,阻塞IO就在那裡阻塞著。比如,已知後面會有10個位元組的資料發過來,但是我現在只收到8個位元組,那麼當前執行緒就在那傻傻地等到下一個位元組的到來,對,就在那等著,啥事也不做,直到把這10個位元組讀取完,這才將阻塞放開通行。

在非阻塞模式下,若從網路流中讀取不到指定大小的資料量,非阻塞IO就立即通行。比如,已知後面會有10個位元組的資料發過來,但是我現在只收到8個位元組,那麼當前執行緒就讀取這8個位元組的資料,讀完後就立即返回,等另外兩個位元組再來的時候再去讀取。

從上面可以看出,阻塞IO在效能方面是很低下的,如果要使用阻塞IO完成一個Web伺服器的話,那麼對於每一個請求都必須啟用一個執行緒進行處理。而使用非阻塞IO的話,一到兩個執行緒基本上就夠了,因為執行緒不會產生阻塞,好比一下接收A請求的資料,另一下接收B請求的資料,等等,就是不停地東奔西跑,直接到把資料接收完了。

雖然說,非阻塞IO比阻塞IO有更高的效能,但是對於開發來的,難度就成數倍遞增了。由於是有多少資料就讀取多少資料,這樣在讀取完整之前需要將已經讀取到的資料儲存起來,而且需要與其他地方來的資料隔離開來不能混在一起,否則就不知道這資料是誰的了

區別:
讀:
讀本質來說其實不能是讀,在實際中, 具體的接收資料不是由這些呼叫來進行,是由於系統底層自動完成的。read也好,recv也好只負責把資料從底層緩衝copy到我們指定的位置。

  在阻塞條件下,如果沒有發現數據在網路緩衝中會一直等待,當發現有資料的時候會把資料讀到使用者指定的緩衝區。但是如果這個時候讀到的資料量比較少,比引數中指定的長度要小,read並不會一直等待下去,而是立刻返回。read的原則是資料在不超過指定的長度的時候有多少讀多少,沒有資料就會一直等待。所以一般情況下我們讀取資料都需要採用迴圈讀的方式讀取資料,一次read完畢不能保證讀到我們需要長度的資料,read完一次需要判斷讀到的資料長度再決定是否還需要再次讀取。

  在非阻塞的情況下,read的行為是如果發現沒有資料就直接返回,如果發現有資料那麼也是採用有多少讀多少的進行處理.對於讀而言,阻塞和非阻塞的區別在於沒有資料到達的時候是否立刻返回。
recv中有一個MSG_WAITALL的引數 recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_WAITALL)。在正常情況下 recv是會等待直到讀取到buff_size長度的資料,但是這裡的WAITALL也只是儘量讀全,在有中斷的情況下recv還是可能會被打斷,造成沒有讀完指定的buff_size的長度。所以即使是採用recv + WAITALL引數還是要考慮是否需要迴圈讀取的問題,在實驗中對於多數情況下recv還是可以讀完buff_size,所以相應的效能會比直接read進行迴圈讀要好一些。不過要注意的是這個時候的sockfd必須是處於阻塞模式下,否則WAITALL不能起作用。


寫:
寫的本質也不是進行傳送操作,而是把使用者態的資料copy到系統底層去,然後再由系統進行傳送操作,返回成功只表示資料已經copy到底層緩衝,而不表示資料以及發出,更不能表示對端已經接收到資料。

  在阻塞的情況,是會一直等待直到write完全部的資料再返回。這點行為上與讀操作有所不同,究其原因主要是讀資料的時候,通常剛開始我們並不知道要讀的資料的長度,而是在資料的頭部設定了一個長度,在讀完指定長度的頭部後,才知道整個要讀的資料長度。如果一開始就貿然設定一個要讀的資料長度,然後像阻塞的write那樣去等讀完,則很可能會造成死迴圈;而對於write,由於需要寫的長度是已知的,所以可以一直再寫,直到寫完.不過問題是write是可能被打斷造成write一次只write一部分資料,所以write的過程還是需要考慮迴圈write, 只不過多數情況下一次write呼叫就可能成功。
  

  非阻塞寫的情況,是採用可以寫多少就寫多少的策略。與讀不一樣的地方在於,有多少讀多少是由網路傳送端是否有資料傳輸到本地核心快取為準。但是對於可以寫多少是由本地的網路堵塞情況為標準的,在網路阻塞嚴重的時候,網路層沒有足夠的記憶體來進行寫操作,這時候就會出現寫不成功的情況,阻塞情況下會盡可能(有可能被中斷)等待到資料全部發送完畢, 對於非阻塞的情況就是一次寫多少算多少,沒有中斷的情況下也還是會出現write到一部分的情況。