非阻塞式IO

问题：

1。 在学习网络编程时，对于缺省socket()函数相关的操作不确定其阻塞与否；

所以，从UNP卷一：套接字联网API（第三版）中的第16章“非阻塞式IO”中摘录了一段概括性的总结保存在这里，方便了有问题时候可以查阅。

解决办法：

1。 摘录的文章内容如下：

套接字的默认状态是阻塞的。这就意味着当发出一个不能立即完成的套接字调用时，其进程将被投入睡眠，等待相应操作完成。可能阻塞的套接字调用可分为以下四类。

（1）输入操作，包括read, readv, recv,recvfrom和recvmsg共5个函数。如果某个进程对一个阻塞的TCP套接字（默认设置）调用这些输入函数之一，而且该套接字的接收缓冲区中没有数据可读，该进程将被投入睡眠，直到有一些数据到达。既然TCP是字节流协议，该进程的唤醒就是只要有一些数据到达，这些数据既可以是单个字节，也可以是一个完整的TCP分节中的数据。如果想等到某个固定数目的数据可读为止，那么可以调用readn函数或者指定MSG_WAITALL标志。

既然UDP是数据报协议，如果一个阻塞的UDP套接字的接收缓冲区为空，对它调用输入函数的进程将被投入睡眠，直到有UDP数据报到达。
对于非阻塞套接字，如果输入操作不能被满足（对于TCP套接字即至少有一个字节的数据可读，对于UDP套接字即有一个完整的数据包可读），相应调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。

（2）输出操作，包括write, writev, send,sendto和sendmsg共5个函数。对于一个TCP套接字，内核将从应用进程的缓冲区到该套接口的发送缓冲区拷贝数据。对于阻塞的套接字，如果其发送缓冲区中没有空间，进程将被投入睡眠，直到有空间为止。
对于一个非阻塞的TCP套接字，如果其发送缓冲区中根本没有空间，输出函数调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。如果其发送缓冲区中有一些空间，返回值将是内核能够拷贝到该缓冲区中的字节数。这个字节数也称为不足计数（short count）。
UDP套接字不存在真正的发送缓冲区。内核只是拷贝应用进程数据并把它沿协议栈向下传输，渐次冠以UDP头部和IP头部。因此对一个阻塞的UDP套接口（缺省设置），输出函数调用将不会因与TCP套接字一样的原因而阻塞，不过有可能会因为其他的原因而阻塞。

（3）接受外来连接，即accept函数。如果对一个阻塞的套接字调用accept函数，并且尚无新的连接到达，调用进程将被投入睡眠。
如果对一个非阻塞的套接口调用accept函数，并且尚无新的连接到达，accept调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。

（4）发起外出连接，即用于TCP的connect函数。（该函数同样可以用于UDP，不过不能使建立一个“真正”的连接建立起来，只是使内核保存对端的IP地址和端口号。）TCP连接的建立涉及一个三路握手过程，而且connect函数一直要等到客户收到对于自己的SYN的ACK为止才返回。这一点意味着TCP的每个connect总是阻塞其调用进程至少一个到服务器的RTT时间。
如果对一个非阻塞的TCP套接口调用connect，并且连接不能立即建立，那么连接的建立照样发起（譬如送出TCP三路握手的第一个分组），不过返回一个EINPROGRESS错误，该错误不同于上述三个情形中返回的错误。另注意有些连接可以立即建立，通常发生在服务器和客户端处于同一个主机的情况下。因此即使对于一个非阻塞的connect，我们也得预备connect成功返回的情况发生。


当在一个非阻塞的TCP套接字上调用connect时，connect将立即返回一个EINPROGRESS错误，不过已经发起的TCP三路握手继续进行。我们接着使用select检测这个连接或成功或失败的已建立条件，非阻塞的connect有三个用途：
    1    我们可以把三路握手叠加在其他处理上，完成一个connect要花费一个RTT时间上的时间，而RTT波动范围很大，从局域网上的几个毫秒到几百个毫秒甚至是广域网上的几秒。这段时间内也许有我们想要执行的其他处理工作可以执行。

    2    我们可以使用这个技术同时建立多个连接。这个用途已随着Web浏览器变得流行起来。
    3   既然使用select等待连接的建立，我们可以给select指定一个时间限制，使得我们能够缩短connect的超时。许多实现有着从75秒钟到数分钟的connect超时时间。应用程序有时需要一个更短的超时，实现办法之一就是使用非阻塞connect。

非阻塞版本几乎比select加阻塞时I/O版本快出一倍。fork版本比非阻塞式版本稍慢，然而考虑到非阻塞式版本代码相比fork版本代码的复杂性，我们推荐简单得多的fork版本。