IO：阻塞、非阻塞、同步、非同步
阿新 • • 發佈：2019-02-06
Network I/O：阻塞(blocking)、非阻塞(nonblocking)、同步(synchronous)、非同步(asynchronous)I/O涉及到兩個系統物件：（1）呼叫I/O的process(thread)，（2）系統核心(kernel)。I/O操作發生時經歷兩個階段：（1）等待資料ready，（2）將資料從核心拷貝到程序中。# 阻塞IO當用戶程序呼叫了recvfrom這個系統呼叫，kernel就開始了IO的第一個階段：（1）準備資料。很多時候資料在一開始還沒有到達（比如，還沒有收到一個完整的UDP包），這時kernel就要等待足夠的資料到來。在使用者程序這邊，整個程序會被阻塞。（2）當kernel一直等到資料準備好了，它就會將資料從kernel中拷貝到使用者記憶體，然後kernel返回結果， 
# 非阻塞IO當用戶程序呼叫了recvfrom這個系統呼叫，如果kernel中的資料還沒有準備好，它並不會block使用者程序，而是立刻返回error(EWOULDBLOCK)。使用者程序判斷結果是一個error時，它就知道資料還沒有準備好，於是它可以再次發生recvfrom操作。一旦kernel中的資料準備好了，並且又再次收到了使用者程序的system call，那麼它馬上將資料拷貝到了使用者記憶體，然後返回。使用者程序其實是在不斷的主動詢問kernel資料好了沒有
# IO複用(I/O Multiplexing):select, poll 
# 非同步IO當用戶程序呼叫read操作後，就立刻開始去做其他事情。從kernel的角度看，當它收到一個非同步read之後，首先會立刻返回，所以不會對使用者程序產生任何block。然後kernel會等待資料準備完成，然後將資料拷貝到使用者記憶體。當這一切都完成之後，kernel會給使用者程序傳送一個signal，告訴它read操作完成了。
# 同步IO和非同步IOA synchronous I/O operation causes the requesting process to be blocked until that I/O operation completes.An asynchronous I/O operation does not cause the requesting process to be blocked.兩者的區別是synchronous I/O在做"I/O operation"的時候會將process阻塞。阻塞IO、非阻塞IO、IO複用都屬於同步IO。定義中的"I/O operation"是指真實的IO操作，也就是例子中的recvfrom這個system call。非阻塞IO在執行recvfrom這個system call時，如果kernel的資料沒有準備好，這個時候不會block程序。當kernel中資料準備好的時候，recvfrom會將資料從kernel拷貝到使用者記憶體中，這個時候程序是被block的。非同步IO則不一樣，當程序發起IO操作之後，就直接返回再也不理睬了，直到kernel發生一個訊號，告訴程序IO完成。在整個過程中，程序完全沒有被block。
參考：
# 非阻塞IO當用戶程序呼叫了recvfrom這個系統呼叫，如果kernel中的資料還沒有準備好，它並不會block使用者程序，而是立刻返回error(EWOULDBLOCK)。使用者程序判斷結果是一個error時，它就知道資料還沒有準備好，於是它可以再次發生recvfrom操作。一旦kernel中的資料準備好了，並且又再次收到了使用者程序的system call，那麼它馬上將資料拷貝到了使用者記憶體，然後返回。使用者程序其實是在不斷的主動詢問kernel資料好了沒有
# IO複用(I/O Multiplexing):select, poll
# 非同步IO當用戶程序呼叫read操作後，就立刻開始去做其他事情。從kernel的角度看，當它收到一個非同步read之後，首先會立刻返回，所以不會對使用者程序產生任何block。然後kernel會等待資料準備完成，然後將資料拷貝到使用者記憶體。當這一切都完成之後，kernel會給使用者程序傳送一個signal，告訴它read操作完成了。
# 同步IO和非同步IOA synchronous I/O operation causes the requesting process to be blocked until that I/O operation completes.An asynchronous I/O operation does not cause the requesting process to be blocked.兩者的區別是synchronous I/O在做"I/O operation"的時候會將process阻塞。阻塞IO、非阻塞IO、IO複用都屬於同步IO。定義中的"I/O operation"是指真實的IO操作，也就是例子中的recvfrom這個system call。非阻塞IO在執行recvfrom這個system call時，如果kernel的資料沒有準備好，這個時候不會block程序。當kernel中資料準備好的時候，recvfrom會將資料從kernel拷貝到使用者記憶體中，這個時候程序是被block的。非同步IO則不一樣，當程序發起IO操作之後，就直接返回再也不理睬了，直到kernel發生一個訊號，告訴程序IO完成。在整個過程中，程序完全沒有被block。
參考：