一講到網絡編程的I/O模型，總會涉及到這幾個概念。問了很多人，沒幾個能清晰地講出他們之間的區別聯系，甚至在網絡上也有很多不同的觀點，也不知是中國文字釋義的博大精深，還是本來這幾個概念就是繞人不倦。今天我也來給大家講解一下我對這幾個概念的理解。

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既然網絡上眾說紛紜，不如找個權威參考一下，這個權威就是《UNIX網絡編程：卷一》第六章——I/O復用。書中向我們提及了5種類UNIX下可用的I/O模型：

• 阻塞式I/O；

• 非阻塞式I/O；

• I/O復用（select，poll，epoll...）；

• 信號驅動式I/O（SIGIO）；

• 異步I/O（POSIX的aio_系列函數）；

阻塞式I/O模型：默認情況下，所有套接字都是阻塞的。怎么理解？先理解這么個流程，一個輸入操作通常包括兩個不同階段：

（1）等待數據準備好；
（2）從內核向進程復制數據。

對于一個套接字上的輸入操作，第一步通常涉及等待數據從網絡中到達。當所有等待分組到達時，它被復制到內核中的某個緩沖區。第二步就是把數據從內核緩沖區復制到應用程序緩沖區。 好，下面我們以阻塞套接字的recvfrom的的調用圖來說明阻塞

標紅的這部分過程就是阻塞，直到阻塞結束recvfrom才能返回。

非阻塞式I/O： 以下這句話很重要：進程把一個套接字設置成非阻塞是在通知內核，當所請求的I/O操作非得把本進程投入睡眠才能完成時，不要把進程投入睡眠，而是返回一個錯誤。看看非阻塞的套接字的recvfrom操作如何進行

可以看出recvfrom總是立即返回。

I/O多路復用：雖然I/O多路復用的函數也是阻塞的，但是其與以上兩種還是有不同的，I/O多路復用是阻塞在select，epoll這樣的系統調用之上，而沒有阻塞在真正的I/O系統調用如recvfrom之上。如圖

信號驅動式I/O：用的很少，就不做講解了。直接上圖

異步I/O：這類函數的工作機制是告知內核啟動某個操作，并讓內核在整個操作（包括將數據從內核拷貝到用戶空間）完成后通知我們。如圖：

注意紅線標記處說明在調用時就可以立馬返回，等函數操作完成會通知我們。

等等，大家一定要問了，同步這個概念你怎么沒涉及啊？別急，您先看總結。 其實前四種I/O模型都是同步I/O操作，他們的區別在于第一階段，而他們的第二階段是一樣的：在數據從內核復制到應用緩沖區期間（用戶空間），進程阻塞于recvfrom調用。相反，異步I/O模型在這兩個階段都要處理。

再看POSIX對這兩個術語的定義：

• 同步I/O操作：導致請求進程阻塞，直到I/O操作完成；

• 異步I/O操作：不導致請求進程阻塞。

好，下面我用我的語言來總結一下阻塞，非阻塞，同步，異步

• 阻塞，非阻塞：進程/線程要訪問的數據是否就緒，進程/線程是否需要等待；

• 同步，異步：訪問數據的方式，同步需要主動讀寫數據，在讀寫數據的過程中還是會阻塞；異步只需要I/O操作完成的通知，并不主動讀寫數據，由操作系統內核完成數據的讀寫。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的网络编程释疑之：同步，异步，阻塞，非阻塞的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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