socket阻塞与非阻塞、同步与异步概念

看了不少文章，发现socket阻塞、非阻塞、同步、异步概念讲的比较混乱，甚至混用比如非阻塞和异步。

看了Unix网络编程 五种I/O模型 感觉讲的比较清晰，现总结下，方便自己记忆理解。本人菜鸟一枚，如果哪里说得有误欢迎拍砖指正，在此谢过。

阻塞与非阻塞

阻塞与非阻塞IO区别在于应用进程的调用是否立即返回。

对于阻塞IO当应用进程调用IO函数，如果数据没有准备好，将一直等待（睡眠），直到数据准备好唤醒进程；

非阻塞IO：进程会反复调用（当然是进程根据是否返回EWOULDBLOCK while轮询）IO函数并马上返回，但数据从内核拷贝到用户进程空间进程是阻塞的。当请求的IO操作无法完成时，进程不会睡眠，而是IO操作函数返回一个错误，这样进程就可以据此不断测试数据是否准备好了，直到准备好为止。这个不断测试的过程中，会占用大量cpu时间，如图6.2所示。非阻塞IO类似于自旋锁，不断忙轮询。

同步异步：

同步异步的区别在于：数据从内核拷贝到用户进程空间，进程是否阻塞。

真正的异步只有AIO，其他的都为同步，包括多路IO复用。数据拷贝到用户进程后会通知进程，进程在拷贝期间无需阻塞可以继续处理其他逻辑。

多路IO复用：

多路IO复用也是同步的，跟单个阻塞IO比并没有什么优越性，但当IO较多时就体现效果了，主要是它能同时对多个IO进行监听。

目前流行的服务器开发模式是one  thread per loop&non-blocking，之前一直有个疑问：既然select、poll等可以监测IO是否可读写、异常，

那IO还要设置为非阻塞干嘛？ select 只能说明 socket 可读或者可写，不能说明能读入或者能写出多少数据。比如，socket 的写缓冲区有 10 个字节的空闲空间，这时监视的 select 返回，然后在该 socket 上进行写操作。但是如果要写入 100 字节，如果 socket 没有设置非阻塞，调用 write 就会阻塞在那里。而更为要紧的是，在多个 socket 的情况下，读写一个socket 时阻塞，会影响到其他的 socket 。题外话：现在的网络库Libevent、muduo对IO都是带读写缓冲区的，用户不会自己去read、write某个socket的，都交给网络库事件循环处理了。

多路IO复用：select、poll、epoll大致比较：

select模型是通过一种轮询机制来实现的。需要注意：

• Socket数量限制:该模式可操作的Socket数由FD_SETSIZE决定,内核默认32*32=1024. 
• 操作限制:通过遍历FD_SETSIZE(1024)个Socket来完成调度,不管哪个Socket是活跃的,都遍历一遍,这样效率就会呈现线性下降,把FD_SETSIZE改大的后果就是,"大家都慢慢来，什么?都超时了?".
• 内核/用户空间的信息交换-> 内存拷贝

poll模型与select类似，也是通过轮询来实现，但它与select模型的区别在于Socket数量没有限制。

epoll模型在poll模型的基础之上不使用轮询，而使用基于内核提供的反射模式。

• 有“活跃Socket”时,内核访问该Socket的callback.
• 内核/用户空间信息交换->通过共享内存