socket同步和非同步、阻塞和非阻塞、I/O模型
阿新 • • 發佈：2019-02-19
在進行網路程式設計時，常常見到同步(Sync)/非同步(Async)，阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四種呼叫方式
同步/非同步主要針對C端:
同步：c端發出一個功能呼叫時，在沒有得到結果之前，c端死等結果
例如：普通B/S模式（同步）：提交請求->等待伺服器處理->處理完畢返回 這個期間客戶端瀏覽器不能幹任何事
非同步：c端一個非同步過程呼叫發出後，呼叫者不會立刻得到結果。實際處理這個呼叫的部件在完成後，通過狀態、通知和回撥來通知呼叫者。
例如：ajax請求（非同步）: 事件觸發->伺服器處理（瀏覽器可做其他的）->處理完畢，ajax回撥函式處理結果
阻塞/非阻塞主要針對S端:
阻塞(等待)：阻塞呼叫是指呼叫結果返回之前，當前執行緒會被掛起。函式只有在得到結果之後才會返回，效率低
同步、非同步和阻塞、非阻塞是組合關係，因此有4種方式:
同步阻塞、同步非阻塞、非同步阻塞、非同步非阻塞
linux有五種I/O模型
1)阻塞I/O（blocking I/O）
2)非阻塞I/O （nonblocking I/O）
3)I/O複用(select 和poll) （I/O multiplexing）
4)訊號驅動I/O （signal driven I/O (SIGIO)）
5)非同步I/O （asynchronous I/O (the POSIX aio_functions)）
前四種都是同步，只有最後一種才是非同步IO
select、poll、epoll 區別總結：
1、單程序最大連線數：
select：單個程序所能開啟的最大連線數有FD_SETSIZE巨集定義
poll：poll本質上和select沒有區別，但是它沒有最大連線數的限制，原因是它是基於連結串列來儲存的
epoll:雖然連線數有上限，但是很大，1G記憶體的機器上可以開啟10萬左右的連線，2G記憶體的機器可以開啟20萬左右的連線
2、檔案描述符(FD)劇增後帶來的IO效率問題
select：每次呼叫檔案描述符(FD)時都會對連線進行線性遍歷，所以隨著FD的增加會造成遍歷速度慢的"線性下降效能問題"
poll：同上
epoll:根據每個fd上的callback函式來實現的，只有活躍的socket才會主動呼叫callback，所以在活躍socket較少的情況下，使用epoll沒有前面兩者的線性下降的效能問題，但是所有socket都很活躍的情況下，可能會有效能問題。
3、 訊息傳遞方式
select：核心需要將訊息傳遞到使用者空間，都需要核心拷貝動作
poll：同上
epoll：epoll通過核心和使用者空間共享一塊記憶體來實現的。
總結：
綜上，在選擇select，poll，epoll時要根據具體的使用場合以及這三種方式的自身特點。
1、表面上看epoll的效能最好，但是在連線數少並且連線都十分活躍的情況下，select和poll的效能可能比epoll好，畢竟epoll的通知機制需要很多函式回撥。
2、select低效是因為每次它都需要輪詢。但低效也是相對的，視情況而定，也可通過良好的設計改善
同步/非同步主要針對C端:
同步：c端發出一個功能呼叫時，在沒有得到結果之前，c端死等結果
例如：普通B/S模式（同步）：提交請求->等待伺服器處理->處理完畢返回 這個期間客戶端瀏覽器不能幹任何事
非同步：c端一個非同步過程呼叫發出後，呼叫者不會立刻得到結果。實際處理這個呼叫的部件在完成後，通過狀態、通知和回撥來通知呼叫者。
例如：ajax請求（非同步）: 事件觸發->伺服器處理（瀏覽器可做其他的）->處理完畢，ajax回撥函式處理結果
阻塞/非阻塞主要針對S端:
阻塞(等待)：阻塞呼叫是指呼叫結果返回之前，當前執行緒會被掛起。函式只有在得到結果之後才會返回，效率低
<?php
$fp = fopen("lock.txt", "w+");
if(flock($fp,LOCK_EX))
{
//..處理訂單
flock($fp,LOCK_UN);
}
fclose($fp);
?><?php $fp = fopen("lock.txt", "w+"); if(flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)) { //..處理訂單 flock($fp,LOCK_UN); } else { echo "系統繁忙，請稍後再試"; } fclose($fp); ?>
同步、非同步和阻塞、非阻塞是組合關係，因此有4種方式:
同步阻塞、同步非阻塞、非同步阻塞、非同步非阻塞
linux有五種I/O模型
1)阻塞I/O（blocking I/O）
2)非阻塞I/O （nonblocking I/O）
3)I/O複用(select 和poll) （I/O multiplexing）
4)訊號驅動I/O （signal driven I/O (SIGIO)）
5)非同步I/O （asynchronous I/O (the POSIX aio_functions)）
前四種都是同步，只有最後一種才是非同步IO
select、poll、epoll 區別總結：
1、單程序最大連線數：
select：單個程序所能開啟的最大連線數有FD_SETSIZE巨集定義
poll：poll本質上和select沒有區別，但是它沒有最大連線數的限制，原因是它是基於連結串列來儲存的
epoll:雖然連線數有上限，但是很大，1G記憶體的機器上可以開啟10萬左右的連線，2G記憶體的機器可以開啟20萬左右的連線
2、檔案描述符(FD)劇增後帶來的IO效率問題
select：每次呼叫檔案描述符(FD)時都會對連線進行線性遍歷，所以隨著FD的增加會造成遍歷速度慢的"線性下降效能問題"
poll：同上
epoll:根據每個fd上的callback函式來實現的，只有活躍的socket才會主動呼叫callback，所以在活躍socket較少的情況下，使用epoll沒有前面兩者的線性下降的效能問題，但是所有socket都很活躍的情況下，可能會有效能問題。
3、 訊息傳遞方式
select：核心需要將訊息傳遞到使用者空間，都需要核心拷貝動作
poll：同上
epoll：epoll通過核心和使用者空間共享一塊記憶體來實現的。
總結：
綜上，在選擇select，poll，epoll時要根據具體的使用場合以及這三種方式的自身特點。
1、表面上看epoll的效能最好，但是在連線數少並且連線都十分活躍的情況下，select和poll的效能可能比epoll好，畢竟epoll的通知機制需要很多函式回撥。
2、select低效是因為每次它都需要輪詢。但低效也是相對的，視情況而定，也可通過良好的設計改善