关于IO的同步、异步、阻塞、非阻塞

IO模型

目前unix存在五种IO模型（这也和上一篇文章：Unix IO 模型 中提到的一致），分别是：

• 阻塞型 IO（blocking I/O）
• 非阻塞性IO（nonblocking I/O）
• IO多路复用（I/O multiplexing）
• 信号驱动IO（signal driven I/O）
• 异步IO（asynchronous I/O）

IO的两个阶段

1. 等待数据准备好
2. 将数据从内核缓冲区复制到用户进程缓冲区

同步，异步的区别

那么究竟什么是同步和异步的区别呢？请重点读一下原文6.2节中的信号驱动IO和异步IO中的比较。最后总结出来是：

• 同步IO，需要用户进程主动将存放在内核缓冲区中的数据拷贝到用户进程中。
• 异步IO，内核会自动将数据从内核缓冲区拷贝到用户缓冲区，然后再通知用户。

这样，同步和异步的概念就非常明显了。以上的五种IO模型，前面四种都是同步的，只有第五种IO模型才是异步的IO。

阻塞和非阻塞

那么阻塞和非阻塞呢？注意到以上五个模型。阻塞IO，非阻塞IO，只是上面的五个模型中的两个。阻塞，非阻塞，是针对单个进程而言的。

当对多路复用IO进行调用时，比如使用poll。需注意的是，poll是系统调用，当调用poll的时候，其实已经是陷入了内核，是内核线程在跑了。因此对于调用poll的用户进程来讲，此时是阻塞的。

因为poll的底层实现，是去扫描每个文件描述符（fd），而如果要对感兴趣的fd进行扫描，那么只能将每个描述符设置成非阻塞的形式（对于用户进程来讲，设置fd是阻塞还是非阻塞，可以使用系统调用fcntl），这样才有可能进行扫描。如果扫描当中，发现有可读（如果可读是用户感兴趣的）的fd，那么select就在用户进程层面就会返回，并且告知用户进程哪些fd是可读的。

这时候，用户进程仍然需要使用read的系统调用，将fd的数据，从内核缓冲区拷贝到用户进程缓冲区（这也是poll为同步IO的原因）。

那么此时的read是阻塞还是非阻塞呢？这就要看fd的状态了，如果fd被设置成了非阻塞，那么此时的read就是非阻塞的；如果fd被设置成了阻塞，那么此时的read就是阻塞的。

不过程序已经执行到了这时候，不管fd是阻塞还是非阻塞，都没有任何区别，因为之前的poll，就是知道有数据准备好了才返回的，也就是说内核缓冲区已经有了数据，此时进行read，是肯定能够将数据拷贝到用户进程缓冲区的。

但如果换种想法，如果poll是因为超时返回的，而我们又对一个fd（此fd是被poll轮询过的）进行read调用，那么此时是阻塞还是非阻塞，就非常有意义了，对吧！

结论

1. 判断IO是同步还是异步，是看谁主动将数据拷贝到用户进程。
2. select或者poll，epoll，是同步调用，进行此调用的用户进程也处于阻塞状态。
3. javaScript或者nodejs中的读取网络（文件）数据，然后提供回调函数进行处理，是异步IO。

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