讀常規文件是不會阻塞的，不管讀多少字節，read一定會在有限的時間內返回。但是從終端設備或網絡讀則不一定，如果從終端輸入的數據沒有換行符，調用read讀終端設備就會阻塞，如果網絡上沒有接收到數據包，調用read從網絡讀就會阻塞，至於會阻塞多長時間也是不確定的，如果一直沒有數據到達就一直阻塞在那裏。同樣，寫常規文件是不會阻塞的，而向終端設備或網絡寫則不一定。

　　現在先明確一下阻塞（Block）這個概念。當進程調用一個阻塞的系統函數時，該進程被置於睡眠（Sleep）狀態，這時內核調度其它進程運行，直到該進程等待的事件發生了（比如網絡上接收到數據包，或者調用sleep指定的睡眠時間到了）它才有可能繼續運行。與睡眠狀態相對的是運行（Running）狀態，在Linux內核中，處於運行狀態的進程分為兩種情況：

　　正在被調度執行。CPU處於該進程的上下文環境中，程序計數器（eip）裏保存著該進程的指令地址，通用寄存器裏保存著該進程運算過程的中間結果，正在執行該進程的指令，正在讀寫該進程的地址空間。
　　就緒狀態。該進程不需要等待什麽事件發生，隨時都可以執行，但CPU暫時還在執行另一個進程，所以該進程在一個就緒隊列中等待被內核調度。系統中可能同時有多個就緒的進程，那麽該調度誰執行呢？內核的調度算法是基於優先級和時間片的，而且會根據每個進程的運行情況動態調整它的優先級和時間片，讓每個進程都能比較公平地得到機會執行，同時要兼顧用戶體驗，不能讓和用戶交互的進程響應太慢。
　　下面這個小程序從終端讀數據再寫回終端。

 1 #include <unistd.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 
 6 int main(void)
 7 {
 8     char buf[10]; //這個地方要註意長度為10
 9     int n;
10     n = read(STDIN_FILENO, buf, 10);
11     if (n < 0) {
12         cout << "read STDIN_FILENO" << endl;
 
13         return 1;
14     }
15     write(STDOUT_FILENO, buf, n);
16     return 0;
17 }

執行結果如下：

1 $ ./a.out
2 hello（回車）
3 hello
4 $ ./a.out
5 hello world（回車）
6 hello worl$ d
7 d: command not found

　　 第一次執行a.out的結果很正常，而第二次執行的過程有點特殊，現在分析一下：
　　Shell進程創建a.out進程，a.out進程開始執行，而Shell進程睡眠等待a.out進程退出。
　　a.out調用read時睡眠等待，直到終端設備輸入了換行符才從read返回，read只讀走10個字符，剩下的字符仍然保存在內核的終端設備輸入緩沖區中。
　　a.out進程打印並退出，這時Shell進程恢復運行，Shell繼續從終端讀取用戶輸入的命令，於是讀走了終端設備輸入緩沖區中剩下的字符d和換行符，把它當成一條命令解釋執行，結果發現執行不了，沒有d這個命令。
　　如果在open一個設備時指定了O_NONBLOCK標誌，read/write就不會阻塞。以read為例，如果設備暫時沒有數據可讀就返回-1，同時置errno為EWOULDBLOCK（或者EAGAIN，這兩個宏定義的值相同），表示本來應該阻塞在這裏（would block，虛擬語氣），事實上並沒有阻塞而是直接返回錯誤，調用者應該試著再讀一次（again）。這種行為方式稱為輪詢（Poll），調用者只是查詢一下，而不是阻塞在這裏死等，這樣可以同時監視多個設備：

1 while(1) {
2     非阻塞read(設備1);
3     if(設備1有數據到達)
4         處理數據;
5     非阻塞read(設備2);
6     if(設備2有數據到達)
7         處理數據;
8 ...
9 }

　　上述偽代碼中如果read(設備1)是阻塞的，那麽只要設備1沒有數據到達就會一直阻塞在設備1的read調用上，即使設備2有數據到達也不能處理，使用非阻塞I/O就可以避免設備2得不到及時處理。
　　但是非阻塞I/O有一個缺點，如果所有設備都一直沒有數據到達，調用者需要反復查詢做無用功，如果阻塞在那裏，操作系統可以調度別的進程執行，就不會做無用功了。在使用非阻塞I/O時，通常不會在一個while循環中一直不停地查詢（這稱為Tight Loop），而是每延遲等待一會兒來查詢一下，以免做太多無用功，在延遲等待的時候可以調度其它進程執行。

 1 while(1) {
 2     非阻塞read(設備1);
 3     if(設備1有數據到達)
 4         處理數據;
 5     非阻塞read(設備2);
 6     if(設備2有數據到達)
 7         處理數據;
 8     ...
 9     sleep(n);
10 }

　　這樣做的問題是，設備1有數據到達時可能不能及時處理，最長需延遲n秒才能處理，而且反復查詢還是做了很多無用功。後面博客中介紹的select( )函數可以阻塞地同時監視多個設備，還可以設定阻塞等待的超時時間，從而圓滿地解決了這個問題。
　　 以下是一個非阻塞I/O的例子。目前我們學過的可能引起阻塞的設備只有終端，所以我們用終端來做這個實驗。程序開始執行時在0、1、2文件描述符上自動打開的文件就是終端，但是沒有O_NONBLOCK標誌。所以就會 “阻塞讀終端”，讀標準輸入是阻塞的。我們可以重新打開一遍設備文件/dev/tty（表示當前終端），在打開時指定O_NONBLOCK標誌。

 1 #include <unistd.h>
 2 #include <fcntl.h>
 3 #include <errno.h>
 4 #include <string.h>
 5 #include <stdlib.h>
 6 
 7 #define MSG_TRY "try again\n"
 8 #define MAX 8192
 9 
10 int main(void)
11 {
12     char buf[MAX];
13     int fd, n;
14     //以只讀且非阻塞方式打開/dev/tty
15     //意思就是打開該終端(tty類似於C++中的this)
16     fd = open("/dev/tty", O_RDONLY|O_NONBLOCK);
17     if(fd<0) 
18     {//如果打開失敗就打印出錯原因
19         perror("open /dev/tty");
20         exit(1);
21     }
22 
23 tryagain:
24     //從終端中讀數據到buf中
25     n = read(fd, buf, sizeof(buf));
26     if (n < 0)//如果讀失敗 
27     {
28         //如果錯誤原因是EAGAIN
29         if (errno == EAGAIN) 
30         {//errno就是錯誤原因所對應的編號
31          //EAGAIN就是宏定義的一個錯誤原因
32             sleep(1);
33             //標準輸出(輸出到屏幕),MSG_TRY在上面的宏定義
34             write(STDOUT_FILENO, MSG_TRY, strlen(MSG_TRY));
35             goto tryagain;
36         }
37         //如果錯誤原因不是EAGAIN
38         perror("read /dev/tty");
39         exit(1);
40     }
41     //如果讀到數據
42     write(STDOUT_FILENO, buf, n);
43     close(fd);
44     return 0;
45 }

6、阻塞和非阻塞