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  • io模型---非阻塞模型

    Linux下,可以通过设置socket使其变为non-blocking。当对一个non-blocking socket执行读操作时,流程是这个样子:

      

      从图中可以看出,当用户进程发出read操作时,如果kernel中的数据还没有准备好,那么它并不会block用户进程,而是立刻返回一个error。从用户进程角度讲 ,它发起一个read操作后,并不需要等待,而是马上就得到了一个结果。用户进程判断结果是一个error时,它就知道数据还没有准备好,于是用户就可以在本次到下次再发起read询问的时间间隔内做其他事情,或者直接再次发送read操作。一旦kernel中的数据准备好了,并且又再次收到了用户进程的system call,那么它马上就将数据拷贝到了用户内存(这一阶段仍然是阻塞的),然后返回。

        也就是说非阻塞的recvform系统调用调用之后,进程并没有被阻塞,内核马上返回给进程,如果数据还没准备好,此时会返回一个error。进程在返回之后,可以干点别的事情,然后再发起recvform系统调用。重复上面的过程,循环往复的进行recvform系统调用。这个过程通常被称之为轮询。轮询检查内核数据,直到数据准备好,再拷贝数据到进程,进行数据处理。需要注意,拷贝数据整个过程,进程仍然是属于阻塞的状态。

        所以,在非阻塞式IO中,用户进程其实是需要不断的主动询问kernel数据准备好了没有。

     非阻塞IO实例

    但是非阻塞IO模型绝不被推荐。

        我们不能否则其优点:能够在等待任务完成的时间里干其他活了(包括提交其他任务,也就是 “后台” 可以有多个任务在“”同时“”执行)。

        但是也难掩其缺点:

    #1. 循环调用recv()将大幅度推高CPU占用率;这也是我们在代码中留一句time.sleep(2)的原因,否则在低配主机下极容易出现卡机情况
    #2. 任务完成的响应延迟增大了,因为每过一段时间才去轮询一次read操作,而任务可能在两次轮询之间的任意时间完成。这会导致整体数据吞吐量的降低。

        此外,在这个方案中recv()更多的是起到检测“操作是否完成”的作用,实际操作系统提供了更为高效的检测“操作是否完成“作用的接口,例如select()多路复用模式,可以一次检测多个连接是否活跃。

    #服务端
    from socket import *
    import time
    s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    s.bind(('127.0.0.1',8080))
    s.listen(5)
    s.setblocking(False) #设置socket的接口为非阻塞
    conn_l=[]
    del_l=[]
    while True:
    try:
    conn,addr=s.accept()
    conn_l.append(conn)
    except BlockingIOError:
    print(conn_l)
    for conn in conn_l:
    try:
    data=conn.recv(1024)
    if not data:
    del_l.append(conn)
    continue
    conn.send(data.upper())
    except BlockingIOError:
    pass
    except ConnectionResetError:
    del_l.append(conn)

    for conn in del_l:
    conn_l.remove(conn)
    conn.close()
    del_l=[]

    #客户端
    from socket import *
    c=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    c.connect(('127.0.0.1',8080))

    while True:
    msg=input('>>: ')
    if not msg:continue
    c.send(msg.encode('utf-8'))
    data=c.recv(1024)
    print(data.decode('utf-8'))

    非阻塞IO实例

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