面经·同步(Sync)/异步(Async)阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式和（网络）IO模型

网络应用需要处理的无非就是两大类问题，网络I/O，数据计算。相对于后者，网络I/O的延迟，给应用带来的性能瓶颈大于后者。

概念

• 概念1：阻塞与非阻塞
• 概念2：同步与异步
• 概念3：（网络）I/O模型 ， 一般IO模型就是指网络IO模型
• IO复用基于select、poll实现
• NIO基于select、poll，epoll那么好用，Java为什么不用epoll？

同步(Sync)/异步(Async)，阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式

在进行网络编程时，我们常常见到同步(Sync)/异步(Async)，阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式：

• 同步/异步主要针对调用（请求）者（如Client端）
  • 所谓同步，就是在c端发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，调用者会一直等到有return，才会去做下一件事。
  • 异步的概念和同步相对。当c端一个异步过程调用发出后，调用者就可以去干其他事。实际处理这个调用的部件在完成后，通过状态、通知和回调来通知调用者。
• 阻塞/非阻塞主要针对被调用（被请求）者（如S端）:
  • 阻塞，就是调用我（s端被调用者，函数），我（s端被调用者，函数）没有计算出结果之前，我不会返回。
  • 非阻塞，就是调用我（s端被调用者，函数），我（s端被调用者，函数）立即返回，这样的好处是调用者得到返回后可以继续做其他操作,实际的计算结果之后**通过select通知调用者。
• 同步/异步是由c端自己控制，但是S端是否阻塞/非阻塞， C端完全不需要关心.

既然异步IO优势这么明显，那在所有项目里面只使用这一种不就好了？什么情况下会考虑其他的几种IO模型呢？

执行顺序难预期，不利于人类理解，开发调试困难。调用端按a、b、c的顺序发出，在被调用端的返回最终计算结果可能是c、b、a。

我的有道云笔记. 详细讲解四种调用方式：阻塞、非阻塞、同步、异步

（Linux）五种（网络）IO模型

• 详细讲解见：用钓鱼的例子讲Linux五种网络IO模型
• 1)阻塞I/O（blocking I/O）
• 2)非阻塞I/O （nonblocking I/O）
  • 被访问者没准备好数据的时候先返回error给访问者，访问进程干一会别的事在发起访问请求。反复前一个步骤（轮询）直到被访者准备好了数据。
• 3) I/O复用(select 和poll) （I/O multiplexing）
  • 上文的轮询是用户态的操作，消耗大量CPU时间。用户态自己进行访问请求，然后轮询，并自己接收数据。 select轮询和poll是内核级别操作。 select调用可以等待多个socket，当其中任何一个socket的数据准好了，就能返回进行可读。 多路复用I/O用select和poll替换了多路复用I/O。用户态将访问请求交接给select这个帮手，select进行轮询，用户态去select那接收数据。 问题：最终接受数据的顺序，与访问请求的顺序不一致。 对于多路复用，也就是轮询多个socket。钓鱼的时候，我们雇了一个帮手，他可以同时抛下多个钓鱼竿，任何一杆的鱼一上钩，他就会拉杆。他只负责帮我们钓鱼，并不会帮我们处理，所以我们还得在一帮等着，等他把收杆。我们再处理鱼。多路复用既然可以处理多个I/O，也就带来了新的问题，多个I/O之间的顺序变得不确定了，当然也可以针对不同的编号
• 4)信号驱动I/O （signal driven I/O (SIGIO)）
• 5)异步I/O （asynchronous I/O (the POSIX aio_functions)）
• 前四种都是同步IO