阻塞IO和非阻塞IO的区别

最新推荐文章于 2025-06-28 23:21:34 发布
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分类专栏： 项目WebServer 计算机网络 网络编程 文章标签： 服务器 linux 后端 网络 c++
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文章目录

定义

阻塞是进程的一种状态，表示等待某个事件发生（如读写操作需要等待数据），进程阻塞就表示暂停执行了，和挂起类似。

  • 阻塞IO：称阻塞的文件描述符为阻塞IO
  • 非阻塞IO：称非阻塞的文件描述符为非阻塞IO

see: Linux高性能服务器编程 游双 P126

区别

阻塞IO

针对阻塞IO的系统调用（如read, write）可能因为无法完成而被系统挂起，直到等待的事件发生为止。举例：read和write，通常IO操作都是阻塞I/O的，也就是说当你调用read时，如果没有数据收到，那么线程或者进程就会被挂起，直到收到数据。
坏处：see: I/O多路复用技术（multiplexing）是什么？ - 用心阁的回答 - 知乎
https://www.zhihu.com/question/28594409/answer/74003996

由于服务器可能要处理很多的连接，对于大部分的连接来说都是阻塞的，采用阻塞IO的模式可能会导致线程或者进程之间频繁切换，造成很大的系统开销。举个例子：当服务器需要处理1000个连接的的时候，而且只有很少连接忙碌的，那么会需要1000个线程或进程来处理1000个连接，而1000个线程大部分是被阻塞起来的。由于CPU的核数或超线程数一般都不大，比如4,8,16,32,64,128，比如4个核要跑1000个线程，那么每个线程的时间槽非常短，而线程切换非常频繁。这样是有问题的：

  • 线程是有内存开销的，1个线程可能需要512K（或2M）存放栈，那么1000个线程就要512M（或2G）内存。
  • 线程的切换，或者说上下文切换是有CPU开销的，当大量时间花在上下文切换的时候，分配给真正的操作的CPU就要少很多。

PS ：实际上可能不需要这么多的线程，可以采用线程池的模式。
在这里插入图片描述
如上图所示，read直到数据复制到应用进程的缓冲区或者发生错误才会返回，这就是阻塞的定义：等待某个事件。

非阻塞IO

针对非阻塞IO的系统调用总是立刻返回，不管事件是否发生，如果事件没有立刻发生就返回-1，并且设置errno，就类似于出错了。对于accept，recv 和 send，事件未发生时，errno 通常被设置成 EAGAIN。
在这里插入图片描述

好处：如果等待的事件没有发生，如上图中所示的read数据未准备好，系统调用会立即返回而不是导致调用进程被挂起。
坏处：用户进程需要采用轮询的方式（逐个查找）查看事件状态，这往往耗费大量的CPU资源。

参考资料

Linux高性能服务器编程 游双
I/O多路复用技术（multiplexing）是什么？ - 用心阁的回答 - 知乎
https://www.zhihu.com/question/28594409/answer/74003996

阻塞IO、非阻塞IO和IO复用有啥区别？
网络技术联盟站
07-08 638
本文详细介绍了阻塞IO、非阻塞IO和IO复用这三种不同的IO模型。阻塞IO在进行IO操作时会阻塞进程，非阻塞IO允许程序在进行IO操作时继续执行其他任务，而IO复用可以同时监听多个文件描述符的IO事件。了解这些概念和区别对于进行网络编程或系统开发都非常重要，希望本文能够帮助读者更好地理解和应用阻塞IO、非阻塞IO和IO复用。在进行网络编程或系统开发时，经常会遇到阻塞IO、非阻塞IO和IO复用这些概念。本文将详细解释阻塞IO、非阻塞IO和IO复用的概念、特点及适用场景，帮助读者更好地理解和应用它们。
阻塞 IO和非阻塞IO
qq_62848032的博客
04-10 749
阻塞 I/O 是指在执行 I/O 操作时，进程会被挂起（阻塞），直到 I/O 操作完成。
阻塞IO和非阻塞IO
11-04
讲解的非常清楚，看一遍基本就明白了这两个概念之间的区别
常见的IO模型
peterkang202的专栏
04-09 929
本文讨论的背景是Linux环境下的network IO。本文最重要的参考文献是Richard Stevens的“UNIX? Network Programming Volume 1, Third Edition: The Sockets Networking ”，6.2节“I/O Models ”，Stevens在这节中详细说明了各种IO的特点和区别，如果英文够好的话，推荐直接阅读。Stevens的
非阻塞 IO
最新发布
Small_entreprene的博客
06-28 640
文章介绍了五种IO模型中的非阻塞IO实现方式。重点讲解了使用fcntl系统调用设置文件描述符为非阻塞模式的方法，包括获取当前标志位(F_GETFL)和设置非阻塞标志(O_NONBLOCK)的步骤。作者通过示例代码展示了如何将标准输入设置为非阻塞模式，并详细说明了非阻塞read的返回值处理：当n>0时表示成功读取，n=0表示输入结束，n<0时需要根据errno区分是真正出错(EINTR)还是数据未就绪(EAGAIN/EWOULDBLOCK)。该文为后续讲解select多路复用技术奠定了基础。
阻塞IO和非阻塞IO区别
xpyuserxpy的专栏
06-17 1121
阻塞IO和非阻塞IO的区别 (2014-02-28 20:42:32) 转载▼   分类：java    有很多人把阻塞认为是同步，把非阻塞认为是异步；个人认为这样是不准确的，当然从思想上可以这样类比，但方式是完全不同的，下面说说在JAVA里面阻塞IO和非阻塞IO的区别     在JDK1.4中引入了一个NIO的类库，使得Java涉及IO的操作拥
阻塞IO和非阻塞IO的区别（转载）
水滴石穿
05-17 1452
有很多人把阻塞认为是同步，把非阻塞认为是异步；个人认为这样是不准确的，当然从思想上可以这样类比，但方式是完全不同的，下面说说在JAVA里面阻塞IO和非阻塞IO的区别      在JDK1.4中引入了一个NIO的类库，使得Java涉及IO的操作拥有阻塞式和非阻塞式两种，问一下阻塞IO与非阻塞IO有什么区别？有什么优缺点？ 在阻塞模式下，若从网络流中读取不到指定大小的数据量，阻塞IO就在那里阻
非阻塞IO完成版.rar_阻塞IO_非阻塞_非阻塞io
09-15
在这个名为"非阻塞IO完成版.rar"的压缩包中，我们似乎有一个项目，它实现了“剪刀石头布”游戏的功能，使用了非阻塞I/O技术，并且开发环境是NetBeans IDE。NetBeans是一款流行的开源集成开发环境，支持多种编程语言...
驱动io模型相关笔记，阻塞io和非阻塞io
05-12
## 【2】非阻塞IO模型 ```c user: open("/dev/mycdev0",O_RDWR|O_NONBLOCK) //O_NONBLOCK非阻塞 read(fd,buf,sizeof(buf)); ---------------------------------------------------- kernel: ssize_t mycdev_read...
网络IO模型：同步IO和异步IO，阻塞IO和非阻塞IO.pdf
09-18
同步（synchronous） IO和异步（asynchronous） IO，阻塞（blocking） IO和非阻塞（non-blocking）IO分别是什么，到底有什么区别？这个问题其实不同的人给出的答案都可能不同，比如wiki，就认为asynchronous IO和non...
阻塞IO与非阻塞IO的区别
Dontla的博客
04-08 1346
阻塞IO 常见的有我们的 tomcat , java多线程，阻塞IO 是指，线程如果没执行完，就不能释放资源，处理下一个请求（tomcat线程池中的线程资源，一个线程没执行完，不释放，就不能会线程池，tomca就不能分配它去执行下一个请求，即线程的指令没有被cpu取完，线程不能 去 重新 存 其他 指令） 阻塞IO又分为单线程模式阻塞，和多线程阻塞，tomcat默认是 多线程阻塞，即一个主线程去接收请求，但是不处理，去线程池开启一个新的线程去执行，这样可以提供并发量，虽然解决了主线程阻塞问题，但是 你新线程
阻塞IO和非阻塞IO的区别 (BIO&NIO)
trees19990807的博客
11-04 3189
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什么是阻塞式和非阻塞io流？
因为专注，所以专业
05-21 9522
Java中的阻塞和非阻塞IO包各自的优劣思考 NIO 设计背后的基石：反应器模式，用于事件多路分离和分派的体系结构模式。 反应器（Reactor）：用于事件多路分离和分派的体系结构模式 通常的，对一个文件描述符指定的文件或设备, 有两种工作方式: 阻塞 与非阻塞 。所谓阻塞方式的意思是指, 当试图对该文件描述符进行读写时, 如果当时没有东西可读,或者暂时不可写, 程序就进入等待 状态, 直到有东西
阻塞式IO与非阻塞IO的区别
yzc的博客
03-30 577
data = socket.recv() # 立即返回，若有数据则返回数据，否则抛异常。data = socket.recv() # 调用recv()后，程序卡在这里等待数据。print("暂时无数据，继续处理其他任务") # 程序继续执行其他逻辑。print("收到数据:", data) # 数据到达后才会执行。当程序发起一个I/O操作（如读取文件、网络数据）时，：提高CPU利用率，支持高并发（如同时处理数千连接）。）检查操作状态，实现并发处理多个I/O。I/O结果（阻塞式、非阻塞式均属此类）。
非阻塞IO和阻塞IO的区别
WJ_toy的博客
12-17 1195
public class IOtest{ public static void main(String[] args){ try{ ServerSocket server=new ServerSocket(8888); Socket clist=server.accept(); BufferedReader reader...
JAVA SOCKET编程 阻塞式IO 与 非阻塞式IO
smithdoudou88的专栏
08-05 1227
通常的，对一个文件描述符指定的文件或设备, 有两种工作方式: 阻塞 与非阻塞 。所谓阻塞方式的意思是指, 当试图对该文件描述符进行读写时, 如果当时没有东西可读,或者暂时不可写, 程序就进入等待 状态, 直到有东西可读或者可写为止。而对于非阻塞状态, 如果没有东西可读, 或者不可写, 读写函数马上返回, 而不会等待 。
unix环境编程 阻塞io和非阻塞io
03-23
<think>好的，我现在需要回答用户关于Unix环境下阻塞IO与非阻塞IO的区别及用法的问题。首先，我要回顾一下用户提供的参考资料，确保我的回答准确。 根据引用[1]，同步IO和异步IO的区别在于数据从内核拷贝到用户空间时是否阻塞进程，而阻塞IO与非阻塞IO的区别在于发起IO请求时是否阻塞。引用[4]提到在网络编程中，阻塞IO和非阻塞IO的概念涉及socket的处理方式。 首先，我需要明确两者的基本区别。阻塞IO在数据未就绪时会一直等待，线程被挂起，直到操作完成。而非阻塞IO会立即返回一个错误码，如EAGAIN或EWOULDBLOCK，线程可以继续执行其他任务，需要轮询检查状态。 接下来是实现的区别。用户可能需要知道如何设置非阻塞模式，比如使用fcntl函数设置O_NONBLOCK标志，或者使用select、poll、epoll等IO多路复用技术来管理多个非阻塞socket。这部分需要结合Unix系统调用来解释。 然后是关于使用场景。阻塞IO适合简单的应用程序，逻辑简单但并发能力差。非阻塞IO适合高并发场景，如网络服务器，但代码复杂度高。这里可以举例说明，比如Web服务器如何处理多个连接。 还需要注意两者的性能差异。非阻塞IO通过避免线程阻塞，提高了资源利用率，但需要更多的系统调用和复杂的错误处理。而阻塞IO虽然效率低，但编程模型简单。 最后，用户可能需要知道如何在实际中实现这两种模式。比如，在socket编程中，创建socket时默认是阻塞的，如何更改为非阻塞，并配合多路复用技术使用。同时，要提到常见的函数如fcntl、select等。 检查是否有遗漏点，比如是否需要提到异步IO（但用户主要问阻塞和非阻塞）。不过引用[1]提到了同步和异步的区别，可以适当关联，但重点在阻塞与非阻塞。 总结结构：先区别定义，再实现方式，然后使用场景，最后注意事项。确保引用正确，比如引用[1]和[4]中的内容，自然地插入引用标识。同时避免使用Markdown格式，保持自然的中文口语化。</think>### Unix 环境下阻塞 IO 与非阻塞 IO 的区别及实现方式 #### 一、核心区别 1. **阻塞 IO** - **定义**：当进程发起 IO 操作时，若数据未就绪（例如网络数据未到达或磁盘未响应），进程会被挂起（阻塞），直到数据就绪并完成拷贝到用户空间后才会继续执行[^1][^4]。 - **特点**：编程模型简单，但会占用线程资源，导致并发能力受限。 2. **非阻塞 IO** - **定义**：进程发起 IO 操作时，若数据未就绪，内核立即返回错误码（如 `EAGAIN` 或 `EWOULDBLOCK`），进程可继续执行其他任务，需通过轮询或事件通知机制主动检查数据状态[^1][^4]。 - **特点**：提高了资源利用率，但需要更复杂的逻辑处理（如重试、多路复用）。 #### 二、实现方式 1. **阻塞 IO 的实现** - **默认模式**：Unix 中大多数文件描述符（如 socket）默认是阻塞模式。 - **示例代码**（TCP 读取）： ```c char buffer[1024]; ssize_t n = read(socket_fd, buffer, sizeof(buffer)); // 阻塞直到数据到达或出错 ``` 2. **非阻塞 IO 的实现** - **设置非阻塞标志**：通过 `fcntl` 函数为文件描述符添加 `O_NONBLOCK` 标志。 ```c int flags = fcntl(socket_fd, F_GETFL, 0); fcntl(socket_fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK); ``` - **配合多路复用技术**：使用 `select`、`poll` 或 `epoll` 监听多个非阻塞描述符的就绪状态。 ```c fd_set read_fds; FD_ZERO(&read_fds); FD_SET(socket_fd, &read_fds); select(socket_fd + 1, &read_fds, NULL, NULL, NULL); // 等待数据就绪 ``` #### 三、使用场景 - **阻塞 IO**：适合简单、低并发的场景（如命令行工具）。 - **非阻塞 IO**：适合高并发服务（如 Web 服务器、实时通信系统），通过多路复用技术（如 `epoll`）管理海量连接。 #### 四、注意事项 - **性能权衡**：非阻塞 IO 减少了线程阻塞时间，但增加了系统调用次数（如轮询）和代码复杂度。 - **错误处理**：非阻塞 IO 需处理 `EAGAIN` 等错误，并设计重试逻辑。 - **与异步 IO 的区别**：非阻塞 IO 仍是同步操作（需主动检查状态），而异步 IO（如 `aio_read`）由内核通知完成，无需轮询[^3]。 ---
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