阻塞与非阻塞||同步与异步

转自：https://www.zhihu.com/question/19732473

https://blog.csdn.net/mianhuantang848989/article/details/83961337

1.阻塞与非阻塞

https://blog.csdn.net/lengxiao1993/article/details/78154467

1.1 进程间通信

分别对于进程、对于IO系统调用来说：

对进程阻塞挺好理解，就是发出一个调用，就由running转换为waiting状态，直到结果返回才执行下一行代码。

进程间的通信时通过 send() 和 receive() 两种基本操作完成的。具体如何实现这两种基础操作，存在着不同的设计。
消息的传递有可能是**阻塞的**或**非阻塞的** -- 也被称为**同步**或**异步**的：

• 阻塞式发送（blocking send）. 发送方进程会被一直阻塞， 直到消息被接受方进程收到。
• 非阻塞式发送（nonblocking send）。 发送方进程调用 send() 后， 立即就可以其他操作。
• 阻塞式接收（blocking receive） 接收方调用 receive() 后一直阻塞， 直到消息到达可用。
• 非阻塞式接受（nonblocking receive） 接收方调用 receive() 函数后， 要么得到一个有效的结果， 要么得到一个空值， 即不会被阻塞。

在进程通信层面， 阻塞/非阻塞， 同步/异步基本是同义词， 但是需要注意区分讨论的对象是发送方还是接收方。

• 发送方阻塞/非阻塞（同步/异步）和接收方的阻塞/非阻塞（同步/异步） 是互不影响的。

//但是非阻塞的意思是，调用了，立马返回了一个结果，然后继续执行？我不太懂，直接返回返回什么？如果后续要用到读取到的数据那岂不是会出错误？非阻塞的话是当前进程/线程继续执行，还是说切换了呢？

1.2 IO系统调用

 进程发出系统调用后：

• 可以阻塞式地等待IO 设备的返回结果，阻塞式的调用，使得应用级代码的编写更容易（代码的执!行顺序和编写顺序是一致的）。
• 也会提供非阻塞I/O 系统调用接口，一个非阻塞调用不会挂起调用程序， 而是会立即返回一个值， 表示有多少bytes 的数据被成功读取（或写入）。

和非阻塞IO系统调用同等的是异步IO系统调用，但两者并不相等，返回结果不一样。与非阻塞 I/O 系统调用类似，asychronous system call 也是会立即返回， 不会等待 I/O 操作的完成， 应用程序可以继续执行其他的操作， 等到 I/O 操作完成了以后，操作系统会通知调用进程（设置一个用户空间特殊的变量值 或者 触发一个 signal 或者 产生一个软中断 或者 调用应用程序的回调函数）。

非阻塞IO系统调用和异步IO系统调用的区别：

• 一个非阻塞I/O 系统调用 read() 操作立即返回的是任何可以立即拿到的数据， 可以是完整的结果， 也可以是不完整的结果， 还可以是一个空值。
• 而异步I/O系统调用 read（）结果必须是完整的， 但是这个操作完成的通知可以延迟到将来的一个时间点。

2.同步与异步

在进程同步的上下文中，表示send与receive方是否阻塞；

在IO系统调用中，即进程在发出系统调用后所处的状态，同步的话会阻塞（IO系统调用一般不说同步吧，同步意思就是阻塞？得要等到读取结果之后才进行下一步），异步的话就会继续执行下面的代码。

3.IO函数

https://blog.csdn.net/kwinway/article/details/80708878

3.1 send：

阻塞与非阻塞send返回值没有区分，都是 <0：出错，=0：连接关闭，>0发送数据大小，
特别：非阻塞模式下返回值 <0时并且 (errno == EINTR || errno == EWOULDBLOCK || errno == EAGAIN)的情况下认为连接是正常的， 继续发送。

只是阻塞模式下send会阻塞着发送数据，非阻塞模式下如果暂时无法发送数据会返回，不会阻塞着 send，因此需要循环发送。

3.1.1 errno的解释：

https://blog.csdn.net/wm_1991/article/details/51858997

• EINTR：指操作被中断唤醒，需要重新读/写
• EWOULDBLOCK：用于非阻塞模式，不需要重新读或者写
• EAGAIN：比较常见的一个错误(比如用在非阻塞操作中），提示再试一次。比如连续做read操作而没有数据可读，此时程序不会阻塞起来等待数据准备就绪返回，read函数会返回一个错误EAGAIN，提示你的应用程序现在没有数据可读请稍后再试。

3.2 recv：

返回同上。

只是阻塞模式下recv会阻塞着接收数据，非阻塞模式下如果没有数据会返回，不会阻塞着读，因此需要 循环读取。

3.3 write/read

只是阻塞模式下write会阻塞着发送数据；非阻塞模式下如果暂时无法发送数据会返回，不会阻塞着 write，因此需要循环发送。

只是阻塞模式下read会阻塞着接收数据；非阻塞模式下如果没有数据会返回，不会阻塞着读，因此需要 循环读取。

3.3.1 例子

https://blog.csdn.net/wm_1991/article/details/51858997

读数据：

ssize_t   readn ( int fd, void *vptr, size_t n )
 {
     size_t     nleft;
     ssize_t   nread;
     char       *ptr;
 
    ptr=vptr;
     nleft=n;
 
    while ( nleft>0 )//循环读取
     {
        if ( ( nread = read ( fd,ptr,nleft ) ) < 0 )//读取到fd中
        {
           if ( errno == EINTR )//未读取到,读中断
              nread = 0;
           else
              return ( -1 );
        }
        
       nleft-=nread;
        ptr+=nread;
     }
      
    return ( n-nleft );
 }

写数据：

ssize_t   writen (  int fd,   const void *ptr,    size_t n  )
 {
     size_t   nleft;
     ssize_t   nwritten;
     const char *ptr;
 
    ptr=vptr;
     nleft=n;
 
    while ( nleft>0 )//循环写数据
     {
        if( ( nwritten=write( fd, ptr, nleft ) )<=0 )
        {
           if( nwritten<0 && errno == EINTR )//写中断，可能是写满了
              nwritten = 0;
           else
              return (-1);//其他错误，比如说网络错误
        }
           
          nleft-=nwritten;//写成功
           ptr+=nwritten;
     }
 
    return (n);
 }