阻塞与非阻塞IO step by step

谈到IO，阻塞、非阻塞，异步、同步是绕不开的话题。说实话，我也没搞清楚，网上查了许多资料，大家众说纷纭，一种比较靠谱的说法是：”在处理 IO 的时候，阻塞和非阻塞都是同步 IO，使用使用了特殊的API才是异步IO“。知乎的回答相对来说可信度高点，大家姑且可以先看着：

http://www.zhihu.com/question/19732473

这些资料大多说理，我还是想通过一些例子，以我们看到到摸得着的方式，慢慢搞懂阻塞、非阻塞以及异步同步间的关系。所以这一系列将是我的读书笔记，因为我也摸着石头过河，等过完河我再整理IO这一个系列的文章。

阻塞和非阻塞

阻塞与非阻塞是个概念，概念背后肯定有很多内容嘛，我们一一展开。首先，主语是操作系统（OS），宾语是进程，也就是说，阻不阻塞都是针对进程的；我们知道阻塞与不阻塞是针对于同一问题的两种处理方式，那么这个问题又是什么呢？答，是当我进程要读数据时，数据还没准备好，在这种情况下操作系统的策略。用户态进程想走下去，需要读取硬件上收集的数据，用户态到硬件间的距离，隔着一个操作系统，操作系统此时向用户态提供了两种解决方案：①阻塞，进程在等待队列上睡觉，到时叫醒你；②非阻塞，返回给你个码字，告诉你数据没准备好，你可能还要再来问一遍。

来点接地气的。下面这个程序很简单，不断从标准输入里读出数据，然后显示。

?

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33     while(1){ 37         ntowrite = read(0, buf, sizeof(buf)); 39         printf("ntowrite:%d\n", ntowrite); 40         sleep(2); 42     };

默认情况下，io是阻塞的，所以你会发现，程序会傻傻地卡在那里，等着输入：

hon@hon:~/f2fs/share_aarch64/filemap$ ./block_test

但是把上面的程序作如下修改，即通过fctnl将对stdin的读操作变成非阻塞的，结果就会变得大不一样。

 25     flag = fcntl(0, F_GETFL, 0);
 26     flag |= O_NONBLOCK;
 27     error = fcntl(0, F_SETFL, flag);
 28     if (error < 0)
 29         printf("std stdion to non-block fails\n");
 30     while(1){ 
 34         ntowrite = read(0, buf, sizeof(buf));
 36         printf("ntowrite:%d\n", ntowrite);
 37         sleep(2);
 38 
 39     };

这次的结果是，程序不再傻等了，-1 就是操作系统给你的信息了：当前并没什么卵数据。

hon@hon:~/f2fs/share_aarch64/filemap$ ./block_test
ntowrite:-1
ntowrite:-1
ntowrite:-1
ntowrite:-1
ntowrite:-1
ntowrite:-1
.....

上面就是不是对阻塞非阻塞有了个感性的认识呢？阻塞时，程序在 read 调用处傻傻等着，因为操作系统让你睡眠了；非阻塞时，操作系统不会让你等，有数据就返回数据，没数据就直白告诉你，但是总会返回。