阻塞非阻塞优缺点
阻塞模式和非阻塞模式
阻塞模式和⾮阻塞模式
⼀般创建套接字都是创建的阻塞模式，阻塞模式情况下，要处理多个套接字的连接，就必须创建多个线程的连接，即⼀个典型的连接⽤⼀个线程。
通过调⽤函数⽅法ioctlsocket,可以从阻塞模式变为⾮阻塞模式，
u_long ul=1;
SOCKET s=SOCKET(AF_INET,SOCKET_STREAM,0);
ioctlsocket(s,FIONBIO,(u_long*)&ul);
⼀旦套接字被设置于⾮阻塞模式，处理发送和接收数据或者管理连接的winsock调⽤将会⽴即返回，⼤多数情况下，调⽤失败的出错代码是WSAEWOULDBLOCK,⼀位着请求操作在调⽤期间没有完成。
如果去确定⽹络事件何时发⽣，如果需要⾃⼰不断调⽤函数去测试的话，程序的性能必然会受到影响，解决的办法便是提供了不
windows提供了不同的i/o模型。
阻塞模式和非阻塞模式
何为阻塞？从该网络通讯过程来理解一下何为阻塞:在以上过程中若连接还没到来，那么accept 会阻塞, 程序运行到这里不得不挂起，CPU 转而执行其他线程。
在以上过程中若数据还没准备好，read 会一样也会阻塞。
阻塞式网络IO 的特点：多线程处理多个连接。
每个线程拥有自己的栈空间并且占用一些CPU 时间。
每个线程遇到外部为准备好的时候，都会阻塞掉。
阻塞的结果就是会带来大量的进程上下文切换。
且大部分进程上下文切换可能是无意义的。
比如假设一个线程监听一个端口，一天只会有几次请求进来，但是该cpu 不得不为该线程不断做上下文切换尝试，大部分的切换以阻塞告终。
何为非阻塞？下面有个隐喻：一辆从A 开往 B 的公共汽车上，路上有很多点可能会有人下车。
司机不知道哪些点会有哪些人会下车，对于需要下车的人，如何处理更好？1. 司机过程中定时询问每个乘客是否到达目的地，若有人说到了，那么司机停车，乘客下车。
( 类似阻塞式)2. 每个人告诉售票员自己的目的地，然后睡觉，司机只和售票员交互，到了某个点由售票员通知乘客下车。
( 类似非阻塞)很显然，每个人要到达某个目的地可以认为是一个线程，司机可以认为是CPU 。
在阻塞式里面，每个线程需要不断的轮询，上下文切换，以达到找到目的地的结果。
而在非阻塞方式里，每个乘客( 线程) 都在睡觉( 休眠) ，只在真正外部环境准备好了才唤醒，这样的唤醒肯定不会阻塞。
非阻塞的原理把整个过程切换成小的任务，通过任务间协作完成。
由一个专门的线程来处理所有的IO 事件，并负责分发。
事件驱动机制：事件到的时候触发，而不是同步的去监视事件。
线程通讯：线程之间通过wait,notify 等方式通讯。
保证每次上下文切换都是有意义的。
减少无谓的进程切换。
阻塞和非阻塞
阻塞和非阻塞
阻塞和非阻塞指的是调用者（程序）在等待返回结果（或输入）时的状态。
阻塞时，在调用结果返回前，当前线程会被挂起，并在得到结果之后返回。
非阻塞时，如果不能立刻得到结果，则该调用者不会阻塞当前线程。
因此对应非阻塞的情况，调用者需要定时轮询查看处理状态。
阻塞就是干不完不准回来，
非阻塞就是你先干，我现看看有其他事没有，完了告诉我一声
我们拿最常用的send和recv两个函数来说吧...
比如你调用send函数发送一定的Byte,在系统内部send做的工作其实只是把数据传输(Copy)到TCP/IP协议栈的输出缓冲区,它执行成功并不代表数据已经成功的发送出去了,如果TCP/IP协议栈没有足够的可用缓冲区来保存你Copy过来的数据的话...这时候就体现出阻塞和非阻塞的不同之处了:对于阻塞模式的socket send函数将不返回直到系统缓冲区有足够的空间把你要发送的数据Copy过去以后才返回,而对于非阻塞的socket来说send会立即返回WSAEWOULDDBLOCK告诉调用者说:"发送操作被阻塞了你想办法处理吧..."
对于recv函数,同样道理,该函数的内部工作机制其实是在等待
TCP/IP协议栈的接收缓冲区通知它说:嗨,你的数据来了.对于阻塞模式的socket来说如果TCP/IP协议栈的接收缓冲区没有通知一个结果给它它就一直不返回:耗费着系统资源....对于非阻塞模式的socket该
函数会马上返回,然后告诉你:WSAEWOULDDBLOCK---"现在没有数据,回头在来看看"。
非阻塞IO与阻塞IO区别
⾮阻塞IO与阻塞IO区别⼀、介绍1、阻塞⽅式：1) 写进程未退出，read阻塞，等待写端的输⼊2) 写进程终⽌了或关闭了该FIFO，read⾮阻塞，为FIFO的读进程产⽣⼀个⽂件结束标志，read的返回值为0。
2、⾮阻塞⽅式：假设⼀个进程以⾮阻塞读⽅式打开⼀个FIFO.该FIFO之前已经被以写⽅式被其他进程打开,但⽆数据被写⼊,那么此时读进程需要⽴刻返回,那么应该返回什么呢?我们知道如果 read（）读数据时第⼀个读到的是⽂件结束标志，那么就返回0。
如果像我们想的那样没有数据读应该返回0 ，那么这个0就具有⼆义性。
因为我们不知道是没有数据造成的返回0还是写端关闭造成的返回0.所以POSIX.1要求，对⼀个⾮阻塞的描述符如果⽆数据可读，则read返回-1，⽽且 errno被设置为 EAGAIN。
1) 如果在随后调⽤read函数之前，如果另⼀个进程已经以写⽅式打开了该FIFO，并写⼊了数据，那么正常读取数据。
2) 如果在随后调⽤read函数之前，如果另⼀个进程已经以写⽅式打开了该FIFO，但是并未写⼊数据，read调⽤会⽴刻出错返回-1，并设置errnno为EAGAIN。
3）如果在随后调⽤read函数之前，没有其他进程以写⽅式打开该FIFO，或是曾经有但是在read读时已经关闭了，那么read返回0，表⽰读到⽂件结束标志。
⼆、mkfifo介绍#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int mkfifo( const char*pathname, mode_t mode);参数：pathname：FIFO的路径名+⽂件名。
mode：mode_t类型的权限描述符，同open的参数。
返回值：成功：返回0失败：如果⽂件已经存在，则会出错且返回-1。
三、操作FIFO⽂件时的特点：系统调⽤的I/O函数都可以作⽤于FIFO，如open、close、read、write等。
深入理解阻塞与非阻塞
1、阻塞赋值操作符用等号(即= )表示。
“阻塞”是指在进程语句（initial和always）中，当前的赋值语句阻断了其后的语句，也就是说后面的语句必须等到当前的赋值语句执行完毕才能执行。
而且阻塞赋值可以看成是一步完成的，即：计算等号右边的值并同时赋给左边变量。
例如：当执行“x=next_x;”时，x会立即的到next_x的值。
而下一句“y=x;”必须等到“x=next_x;”执行完毕才能被执行。
由于这两条语句都没有延迟（相当于导线），导致他们的等价语句为“y=next_x;”。
赋值是实时的,计算完右面的马上赋值给左边的,然后再执行下一句,操作时串行的,且在一个alway内完成。
2、非阻塞赋值操作符用小于等于号(即<= )表示。
“非阻塞”是指在进程语句（initial和always）中，当前的赋值语句不会阻断其后的语句。
非阻塞语句可以认为是分为两个步骤进行的：①计算等号右边的表达式的值,(我的理解是：在进入进程后，所有的非阻塞语句的右端表达式同时计算，赋值动作只发生在顺序执行到当前非阻塞语句那一刻)。
②在本条赋值语句结束时，将等号右边的值赋给等号左边的变量。
例如：当执行“x<=next_x;”时，并不会阻断语句“y<=x;”的执行。
因此，语句“y<=x;”中的x的值与语句“x<=next_x;”中的x的值不同：语句“y<=x;”中的x是第一个D 触发器的初值（Q0）。
而语句“x<=next_x;”中的x的值是D触发器经过一个同步脉冲后的输出值（Q1）。
基于此这个进程产生了与阻塞赋值进程截然不同的结果，即：产生了移位寄存器的效果，next_x à x à y。
简单理解就是，阻塞赋值是按需执行，非阻塞赋值是并行执行。
为了更好地理解上述要点，我们需要对Verilog 语言中的阻塞赋值和非阻塞赋值的功能和执行时间上的差别有深入的了解。
为了解释问题方便下面定义两个缩写字：RHS –方程式右手方向的表达式或变量可分别缩写为：RHS表达式或RHS变量。
阻塞IO和非阻塞IO的区别
阻塞IO和⾮阻塞IO的区别
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就在那⾥阻塞着。
⽐如，已知后⾯会有10个字节的数据发过来，但是我现在只收到8个字节，那么当前线程就在那傻傻地等到下⼀个字节的到来，对，就在那等着，啥事也不做，直到把这10个字节读取完，这才将阻塞放开通⾏。
在⾮阻塞模式下，若从⽹络流中读取不到指定⼤⼩的数据量，⾮阻塞IO就⽴即通⾏。
⽐如，已知后⾯会有10个字节的数据发过来，但是我现在只收到8个字节，那么当前线程就读取这8个字节的数据，读完后就⽴即返回，等另外两个字节再来的时候再去读取。
从上⾯可以看出，阻塞IO在性能⽅⾯是很低下的，如果要使⽤阻塞IO完成⼀个Web服务器的话，那么对于每⼀个请求都必须启⽤⼀个线程进⾏处理。
⽽使⽤⾮阻塞IO的话，⼀到两个线程基本上就够了，因为线程不会产⽣阻塞，好⽐⼀下接收A请求的数据，另⼀下接收B请求的数据，等等，就是不停地东奔西跑，直接到把数据接收完了。
虽然说，⾮阻塞IO⽐阻塞IO有更⾼的性能，但是对于开发来的，难度就成数倍递增了。
由于是有多少数据就读取多少数据，这样在读取完整之前需要将已经读取到的数据保存起来，⽽且需要与其他地⽅来的数据隔离开来不能混在⼀起，否则就不知道这数据是谁的了。
深入理解阻塞和非阻塞赋值
阻塞赋值的特点
顺序执行
阻塞赋值是顺序执行的，先计算等号右边的表达式，再将结果赋 值给左边的变量。
等待完成
阻塞赋值会等待赋值操作完成后再继续执行后续的代码。
适合简单赋值场景
阻塞赋值适用于简单的赋值场景，如将一个常量赋值给变量。
非阻塞赋值的含义
01
非阻塞赋值是指在进行赋值操作时，不会阻塞程序的执行流程，赋值操作会在 后台异步进行。
02
在非阻塞赋值中，赋值语句的执行不会等待赋值操作完成，而是立即返回，继 续执行后续的代码。
03
非阻塞赋值通常用于需要同时进行多个操作的情况，例如在多线程编程中，多 个线程同时进行数据更新时，可以使用非阻塞赋值来避免线程间的竞争和死锁 。
适用场景比较
阻塞赋值
阻塞赋值适用于需要保护共享变量免受并发修改影响的场景。例如，当多个线程需要同时读取共享变量，但只有 特定线程需要写入时，阻塞赋值可以确保数据的一致性和完整性。
非阻塞赋值
非阻塞赋值适用于需要最大化并发性能的场景。例如，在高性能计算或实时系统中，非阻塞赋值可以减少线程之 间的竞争和上下文切换，从而提高整体性能。
06
总结与展望
对阻塞赋值和非阻塞赋值的总结
01 02
阻塞赋值
在阻塞赋值中，当一个线程对共享变量进行写操作时，其 他线程必须等待直到该线程完成写操作，才能对共享变量 进行读或写操作。这确保了数据的一致性和同步性，但可 能导致线程阻塞和性能下降。
非阻塞赋值
非阻塞赋值允许线程在不等待其他线程完成写操作的情况 下对共享变量进行读或写操作。这样可以提高并发性能， 但可能导致数据不一致或竞争条件。
阻塞线程和非阻塞线程
阻塞线程和非阻塞线程阻塞线程和非阻塞线程是计算机领域中常用的概念，它们与多线程编程密切相关。
本文将详细介绍阻塞线程和非阻塞线程的概念、原理和应用。
一、阻塞线程在多线程编程中，阻塞线程是指当一个线程在执行过程中，因为某种原因无法继续执行，从而暂停线程的执行。
阻塞线程的主要原因包括等待用户输入、等待磁盘IO、等待网络IO等。
当线程被阻塞时，它会进入一个等待状态，直到满足某个条件后才能继续执行。
阻塞线程的特点是在等待某个操作完成期间，线程处于休眠状态，不会占用CPU资源。
这样可以提高系统的资源利用率，但同时也会造成程序的执行效率降低。
因此，在设计多线程程序时需要合理地使用阻塞线程，避免过多的阻塞操作，以提高程序的性能。
二、非阻塞线程与阻塞线程相对应的是非阻塞线程。
非阻塞线程是指在执行过程中，线程不会因为某个操作的阻塞而暂停执行，它会继续执行其他任务，而不是等待该操作的完成。
当一个非阻塞线程需要等待某个操作完成时，它会通过轮询或回调的方式来获知操作的结果，从而继续执行后续的任务。
非阻塞线程的特点是能够充分利用CPU资源，提高程序的执行效率。
但同时，非阻塞线程也会增加系统的负担，因为它需要不断地轮询或回调来获取操作结果，这可能会消耗大量的CPU资源。
因此，在使用非阻塞线程时需要权衡系统的负载和性能要求，选择合适的方式来处理。
1. 阻塞线程的应用：(1) 网络编程：在网络编程中，阻塞线程常用于接收和发送数据，等待网络IO的完成。
(2) 用户交互：在图形界面编程中，阻塞线程常用于等待用户输入，如等待按钮点击、等待输入框输入等。
(3) 文件操作：在文件操作中，阻塞线程常用于等待磁盘IO的完成，如读取文件、写入文件等。
2. 非阻塞线程的应用：(1) 服务器编程：在服务器编程中，非阻塞线程常用于处理并发请求，提高服务器的处理能力。
(2) GUI编程：在图形界面编程中，非阻塞线程常用于更新UI 界面，保持界面的流畅和响应性。
modelsim 阻塞赋值 非阻塞赋值
modelsim 阻塞赋值非阻塞赋值摘要：1.模型仿真（ModelSim）概述2.阻塞赋值与非阻塞赋值的概念3.阻塞赋值的应用场景与实例4.非阻塞赋值的应用场景与实例5.阻塞赋值与非阻塞赋值的优缺点比较6.结论正文：一、模型仿真（ModelSim）概述模型仿真（ModelSim）是一种针对数字系统、嵌入式系统及混合信号系统进行验证、仿真和测试的工具。
它能够对硬件描述语言（HDL）进行编译，生成可在仿真环境中运行的模型，从而对设计进行功能验证和性能分析。
在ModelSim 中，赋值操作是模型仿真过程中的基本操作之一，它用于将一个值赋给一个变量。
根据赋值操作的执行方式，我们可以将其分为阻塞赋值和非阻塞赋值两种。
二、阻塞赋值与非阻塞赋值的概念1.阻塞赋值：阻塞赋值是指在赋值操作执行过程中，程序将暂停执行其他任务，直至赋值操作完成。
在阻塞赋值期间，程序不会响应其他事件，也不会执行其他任务。
2.非阻塞赋值：非阻塞赋值是指在赋值操作执行过程中，程序不会暂停执行其他任务。
非阻塞赋值允许程序在赋值操作进行的同时，执行其他任务。
当赋值操作完成后，程序会继续执行原先的任务。
三、阻塞赋值的应用场景与实例阻塞赋值通常用于对变量的初始化以及对敏感元件的赋值等场景。
以下是一个阻塞赋值的实例：```verilogreg a = 0;initial begina = 5;end```在这个例子中，变量a 被声明为寄存器类型，并初始化为0。
在initial 块中，将a 赋值为5。
在这个过程中，程序将暂停执行其他任务，直至赋值操作完成。
四、非阻塞赋值的应用场景与实例非阻塞赋值通常用于在循环过程中对变量进行更新，或在需要实时响应的事件中进行赋值等场景。
以下是一个非阻塞赋值的实例：```verilogreg a = 0;always @(posedge clk) begina <= a + 1;end```在这个例子中，变量a 被声明为寄存器类型。
sv阻塞赋值和非阻塞赋值
sv阻塞赋值和非阻塞赋值1. 引言在硬件描述语言（HDL）中，阻塞赋值和非阻塞赋值是两种常见的赋值方式。
这两种方式在行为和实现上有一些区别，对于设计和模拟电路的工程师来说，理解它们的差异非常重要。
本文将详细介绍sv阻塞赋值和非阻塞赋值的概念、用法以及它们之间的区别。
2. sv阻塞赋值2.1 概念sv阻塞赋值是一种顺序执行的赋值方式，它在执行过程中会阻塞后续的代码执行，直到当前赋值完成。
在sv中，阻塞赋值使用“=”符号进行赋值操作。
2.2 用法sv阻塞赋值通常用于描述组合逻辑电路，其中信号的赋值会立即生效。
下面是一个简单的例子，展示了sv阻塞赋值的用法：module blocking_assignment;reg a, b;wire c;always @(a or b)beginc = a & b;// 其他代码endendmodule在上述代码中，当输入信号a或b发生变化时，阻塞赋值语句c = a & b;会被执行，并立即将结果赋值给信号c。
在阻塞赋值语句执行期间，其他代码会被阻塞，直到赋值完成。
2.3 特点sv阻塞赋值具有以下特点：•执行顺序：阻塞赋值按照代码的顺序执行，每次只能执行一个赋值语句。
•顺序执行：阻塞赋值是顺序执行的，每次只处理一个赋值语句，不会并行执行多个赋值操作。
•实时更新：阻塞赋值在赋值完成后立即更新信号的值，可以实时反映出信号的变化。
•代码简洁：阻塞赋值通常比非阻塞赋值的代码更简洁，易于理解和维护。
3. sv非阻塞赋值3.1 概念sv非阻塞赋值是一种并行执行的赋值方式，它不会阻塞后续的代码执行，而是在一个时钟周期结束后才会生效。
在sv中，非阻塞赋值使用“<=”符号进行赋值操作。
3.2 用法sv非阻塞赋值通常用于描述时序逻辑电路，其中信号的赋值会在时钟的上升沿或下降沿发生变化。
下面是一个简单的例子，展示了sv非阻塞赋值的用法：module nonblocking_assignment;reg clk, a, b;reg [3:0] count;always @(posedge clk)begina <= b;count <= count + 1;// 其他代码endendmodule在上述代码中，当时钟信号clk的上升沿到来时，非阻塞赋值语句a <= b;和count <= count + 1;会被执行，并在时钟周期结束后生效。
阻塞和非阻塞IO
阻塞io就是执行设备操作时如果不能获得资源进程就会被挂起进入睡眠状态直到等待条件满足
阻塞和非阻塞 IO
1：阻塞IO就是执行设备操作时，如果不能获得资源，进程就会被挂起进入睡眠状态，直到等待条件满足。 非阻塞IO就是资源不能获得时不会挂起，驱动返回 -EAGAIN。应用程序或者不断轮询IO设备，或者通过IO多路复用(select\poll\epoll) 阻塞检测设备是否可以立即读写，如果可以立即读写返回执行IO函数。
2：在打开文件时使用O_NONBLOCK标志指定非阻塞IO，或者在打开文件后，使用ioctl()或fcntl()改变IO模式。例如： fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);设置为非阻塞。
3：一般阻塞IO 驱动通过 等待队列机制 实现，非阻塞IO
C#阻塞和非阻塞模式及其应用
C#阻塞和非阻塞模式及其应用同步、异步、阻塞、非阻塞的概念：同步模式:客户端发送请求后，在发送下一个请求之前，必须从服务器获得响应。
此时，所有请求都在服务器上同步异步模式:客户端发送请求后，无需等待服务器的响应就可以发送下一个请求。
阻塞模式:指的是socket的调用函数直到得到结果才会返回。
在调用结果返回之前，当前线程会被挂起，即套接字在线程调用上已经被阻塞，不会执行下一条语句。
非阻塞模式:当执行socket的调用函数时，即使不能立即得到结果，函数也不会阻塞当前线程，而是立即返回。
同步和异步属于通信模式，阻塞和非阻塞属于套接字模式。
在实现结果方面，同步和阻塞是一致的，异步和非阻塞是一致的。
阻塞模式：1、阻塞写操作：write()、send()、sendto()、sendmsg()2、阻塞读操作：read()、recv()、recvfrom()、recvmsg()3、阻塞接收连接：accept()4、阻塞连接：connect()阻塞模式的特点：优点：1、结构简单2、通信双方比较容易保持同步3、编程逻辑简单，当函数成功返回时，则进程继续；否则，当函数返回错误时，检查错误类型，实施错误处理缺点：1.在读取操作期间，该过程可能会被永远阻塞。
在读取操作期间，如果另一台主机崩溃，该进程将无法接收任何数据，从而导致永久阻塞。
其他操作一般不会永远阻塞，但可能会阻塞很长时间。
2.工艺效率相对较低。
当一个进程在读取过程中被阻塞时，它必须等待读取操作的返回，在等待过程中不能执行任何其他操作。
如果一个进程同时从多个套接字读取数据，只能串行完成:首先读取第一个套接字，进程阻塞，等待套接字的数据到达。
在这个过程中，即使其他套接字的数据到达，也无法唤醒该进程，只能在第一个套接字的数据到达后唤醒。
解决阻塞模式的效率的方法：1、超时控制方法，能够防止进程阻塞时间过长。
常用的控制方法是使用套接字选项设置函数SetSockOption()。
非阻塞通信的基本概念-概述说明以及解释
非阻塞通信的基本概念-概述说明以及解释1.引言1.1 概述非阻塞通信是一种在计算机网络中常用的通信机制，它允许发送方在等待接收方响应时能够同时执行其他任务，从而提高系统的并发性和性能。
相对于阻塞通信，非阻塞通信能够更好地满足实时性要求高、资源利用率要求高的应用需求。
在阻塞通信中，发送方在发送消息后需要等待接收方的响应，这个等待过程会导致发送方的线程被阻塞，无法执行其他任务。
而非阻塞通信则通过使用异步通信模式，在发送消息后即使没有收到接收方的响应，发送方的线程也可以继续执行其他任务。
这种机制使得系统能够并发执行多个任务，提高整体的处理能力。
非阻塞通信的优势不仅表现在提高系统的并发性和性能上，还能够降低通信的延迟。
由于发送方无需一直等待接收方的响应，可以及时地处理其他任务，从而减少了消息传输的等待时间。
这对于实时性要求高的应用场景非常重要，例如在线游戏、金融交易等领域。
非阻塞通信在各个领域有着广泛的应用。
在计算机网络中，非阻塞通信被广泛应用于高性能计算、数据中心网络等场景中。
在分布式系统中，非阻塞通信被用于实现异步消息传递、事件驱动等机制。
在操作系统中，非阻塞通信被用于实现高效的进程间通信和线程间通信。
本文将深入探讨非阻塞通信的定义、原理、优势和应用，并对非阻塞通信的未来发展进行展望。
通过对非阻塞通信的基本概念的研究，我们可以更好地理解和应用非阻塞通信，在实际应用中提高系统的并发性和性能，满足各种实时性要求高的应用场景的需求。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构和各个章节的内容概要。
通过清晰地展示文章的框架，读者可以更好地理解文章的结构和逻辑关系。
本篇文章的结构主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分（Introduction）将在文章开头引起读者的兴趣，概述非阻塞通信的基本概念和重要性。
该部分还将介绍文章的结构和目的。
正文部分（Main Body）是本文的核心部分，用于详细解释非阻塞通信的定义和原理，以及非阻塞通信的优势和应用。
基于winsock的阻塞和非阻塞通信模型
摘要：在应用程序开发中，经常涉及各式各样的机器的交互通信问题。
在Windows操作系统下，可以使用MFC中的CSocket，也可以使用以Windows Api 为基础的Winsock等等。
本文主要描述了Winsock的两种实现方式，即阻塞方式和非阻塞方式。
并对应这两种方式，描述了Select模式和IOCP模式。
关键字：Winsock Blocking NonBlocking Select模式完成端口（IOCP）模式一、Winsock简介对于众多底层网络协议，Winsock是访问它们的首选接口。
而且在每个Win32平台上，Winsock都以不同的形式存在着。
Winsock是网络编程接口，而不是协议。
在Win32平台上，Winsock接口最终成为一个真正的“与协议无关”接口，尤其是在Winsock 2发布之后。
Win32平台提供的最有用的特征之一是能够同步支持多种不同的网络协议。
Windows重定向器保证将网络请求路由到恰当的协议和子系统；但是，有了Winsock，就可以编写可直接使用任何一种协议的网络应用程序了。
在广泛使用的windows平台下，winsock2被简单包装为一组庞大的Api库，通过WSA Start up加载的关于Winsock版本的信息，初始了winsock相关的dll 和lib，在成功调用了WSA Startup之后，即可设计自主的与通信有关的行为，当确认了执行完操作后，调用相应的WSA Cleanup，释放对winsock DLL的引用次数。
几乎所有在windows平台下可使用的通信框架都是由Winsock扩展而来的。
这里，之所以要再提windows下的winsock Api编程，并不多余，虽然也可以使用CSocket或ACE（ADAPTIVE Communication Environment）框架，但直接对较底层的本地操作系统API，会使我们更深的理解隐藏在框架下的实现，有时也可以解决一些实用问题。
阻塞队列与非阻塞队列
阻塞队列与⾮阻塞队列阻塞队列阻塞队列（BlockingQueue）是⼀个⽀持两个附加操作的队列。
这两个附加的操作是：在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为⾮空。
当队列满时，存储元素的线程会等待队列可⽤。
阻塞队列常⽤于⽣产者和消费者的场景，⽣产者是往队列⾥添加元素的线程，消费者是从队列⾥拿元素的线程。
阻塞队列就是⽣产者存放元素的容器，⽽消费者也只从容器⾥拿元素。
⽅法\处理⽅式抛出异常返回特殊值⼀直阻塞超时退出插⼊⽅法add(e)offer(e)put(e)offer(e,time,unit)移除⽅法remove()poll()take()poll(time,unit)检查⽅法element()peek()不可⽤不可⽤抛出异常：是指当阻塞队列满时候，再往队列⾥插⼊元素，会抛出IllegalStateException(“Queue full”)异常。
当队列为空时，从队列⾥获取元素时会抛出NoSuchElementException异常。
返回特殊值：插⼊⽅法会返回是否成功，成功则返回true。
移除⽅法，则是从队列⾥拿出⼀个元素，如果没有则返回null⼀直阻塞：当阻塞队列满时，如果⽣产者线程往队列⾥put元素，队列会⼀直阻塞⽣产者线程，直到拿到数据，或者响应中断退出。
当队列空时，消费者线程试图从队列⾥take元素，队列也会阻塞消费者线程，直到队列可⽤。
超时退出：当阻塞队列满时，队列会阻塞⽣产者线程⼀段时间，如果超过⼀定的时间，⽣产者线程就会退出。
JDK7提供了7个阻塞队列。
分别是ArrayBlockingQueue ：⼀个由数组结构组成的有界阻塞队列。
LinkedBlockingQueue ：⼀个由链表结构组成的有界阻塞队列。
PriorityBlockingQueue ：⼀个⽀持优先级排序的⽆界阻塞队列。
DelayQueue：⼀个使⽤优先级队列实现的⽆界阻塞队列。
SynchronousQueue：⼀个不存储元素的阻塞队列。
1 名词解释：同步,异步,阻塞,非阻塞,同步阻塞,异步阻塞,异步非阻塞
1 名词解释：同步，异步，阻塞，非阻塞，同步阻塞，异步阻塞，异
步非阻塞
同步(synchronized)和异步(async)是计算机科学中处理多线程
编程的关键词。
同步意味着多个线程在执行时必须等待对方完成某些操作,才能继续执行。
而异步则意味着多个线程可以在不等待对方完
成操作的情况下继续执行。
阻塞(Blocked)和非阻塞(Un blocked)是同步系统中的基本概念。
阻塞意味着线程在等待某个操作完成时不能继续执行,而被暂停。
非
阻塞意味着线程在等待某个操作完成时可以继续执行,并且不会受到
影响。
同步阻塞(synchronized block)和异步阻塞( async blocked)
是同步系统中的两种特殊情况。
同步阻塞意味着线程在执行同步操作时会被阻塞,直到其他线程完成同步操作后才能继续执行。
而异步阻
塞意味着线程在等待异步操作完成时被阻塞,直到其他线程完成异步
操作后才能继续执行。
同步非阻塞(synchronized non-block)和异步非阻塞(async
non-block)是同步系统中的基本概念。
同步非阻塞意味着线程在进行同步操作时不会被阻塞,而是在完成同步操作后可以继续执行。
而异
步非阻塞意味着线程在等待异步操作完成时不会被阻塞,而是在完成
异步操作后可以继续执行。
阻塞处理策略
阻塞处理策略一、什么是阻塞处理策略？阻塞处理策略是一种计算机程序设计中的处理方式，其特点是当程序执行到某个操作时，如果该操作无法立即完成，则程序将会被阻塞，直到该操作完成为止。
在这种策略下，程序会等待某些条件满足后再继续执行，从而保证了程序的正确性和可靠性。
二、阻塞处理策略的应用场景1. 网络编程在网络编程中，常常需要等待数据的传输或者接收。
如果采用非阻塞处理方式，在数据未传输或接收完成前就进行其他操作，可能会导致数据的丢失或者出现不可预期的错误。
因此，在网络编程中常常采用阻塞处理方式。
2. 多线程编程在多线程编程中，有时候需要等待某个线程执行完毕后才能继续执行其他线程。
如果采用非阻塞处理方式，在等待期间会占用大量的CPU资源，从而影响整个系统的性能。
因此，在多线程编程中也常常采用阻塞处理方式。
3. IO操作在进行IO操作时，如读取文件或者写入文件等操作都可能需要一定时间才能完成。
如果采用非阻塞处理方式，在IO操作未完成前就进行其他操作，可能会导致数据的丢失或者出现不可预期的错误。
因此，在IO操作中也常常采用阻塞处理方式。
三、阻塞处理策略的优缺点1. 优点（1）保证程序的正确性和可靠性。
在阻塞处理策略下，程序会等待某些条件满足后再继续执行，从而保证了程序的正确性和可靠性。
（2）节省CPU资源。
在等待某些条件满足时，程序会进入睡眠状态，从而释放CPU资源，提高系统的整体性能。
2. 缺点（1）效率低下。
在阻塞处理策略下，程序需要等待某些条件满足后才能继续执行，这样就会导致程序的执行效率变低。
（2）容易出现死锁。
如果多个线程都采用了阻塞处理方式，并且彼此之间存在依赖关系，则很容易出现死锁情况。
四、如何避免阻塞处理策略带来的问题？1. 使用异步IO模型异步IO模型是一种非阻塞式IO模型，在进行IO操作时不会占用太多CPU资源，并且可以在IO操作未完成前进行其他操作，从而提高程序的效率。
2. 使用多线程或者多进程在进行阻塞处理时，可以使用多线程或者多进程的方式来避免程序的阻塞。
阻塞赋值与非阻塞赋值的区别
阻塞赋值与非阻塞赋值的区别
1.阻塞型过程赋值语句：用“=”标识；
在顺序块中（begin-end语句块）内的各条阻塞型赋值语句将以它们在顺序块中的排列先后次序得到执行，
在并行块中（fork-join块）内的各条阻塞过程赋值语句则是同时得到执行的；
阻塞型过程赋值语句的执行过程是：首先计算右边
赋值表达式的取值，然后立即将计算结果赋值给“=”左
端的赋值变量。
2.非阻塞型过程赋值语句：用“<=”标识；
在（begin-end)顺序块中，一条非阻塞型过程赋值语句的执行不会阻塞下一条语句的执行，即在本条非阻塞型过程赋值语句
对应的赋值操作执行完毕之前，下一条语句也可以开始执行；
非阻塞赋值过程赋值语句首先计算其右端赋值表达式的值，然后要等到当前仿真时间结束再将该计算结果赋值给被赋值变
量，即非阻塞过程赋值语句的赋值操作是在同一仿真时刻上的其
他普通操作结束之后才得到执行的。
例：module nonblocking_assignment_test;
reg a;
initial
begin
a<=0;
a<=#5 1;
a<=#10 0;
a<=#15 1;
a<=#30 0;
a<=#10 1;
end
endmodule
所示的延时操作都是在确定的仿真时刻执行。
阻塞与非阻塞
阻塞和非阻塞：阻塞和非阻塞是针对于进程在访问数据的时候，根据IO操作的就绪状态来采取的不同方式，说白了是一种读取或者写入操作方法的实现方式，阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待，而非阻塞方式下，读取或者写入方法会立即返回一个状态值。
以银行取款为例：
阻塞： ATM排队取款，你只能等待（使用阻塞IO时，Java调用会一直阻塞到读写完成才返回）；
非阻塞：柜台取款，取个号，然后坐在椅子上做其它事，等号广播会通知你办理，没到号你就不能去，你可以不断问大堂经理排到了没有，大堂经理如果说还没到你就不能去（使用非阻塞IO时，如果不能读写Java调用会马上返回，当IO事件分发器通知可读写时再继续进行读写，不断循环直到读写完成）。
TCP、UDP的阻塞和非阻塞模式
TCP、UDP的阻塞和⾮阻塞模式前⾔socket在默认情况下是阻塞状态的，这就使得发送和接受都处于阻塞状态;TCP协议下发送选⽤send，UDP协议下，发送选⽤sendto.TCP协议下接收选⽤recv，UDP协议下，接收选⽤recvfrom.⼀、阻塞模式&&send假设发送缓冲区⼤⼩为4096KB,其中已经使⽤4000KB空间，剩余96KB空间；现在⼜有200KB的数据需要发送，则只能先将96KB的数据放⼊发送缓冲区但不发送（阻塞），直到缓冲区空出空间⾜够放⼊剩余104KB，再send操作将这200⼦节发送，返回发送成功字节数200；⼆、⾮阻塞&&send与阻塞不同，⾮阻塞模式，发送缓冲区得到数据会⽴即发送，例：当缓冲区只有96KB空间，但要发送200KB数据要进⼊发送缓冲区，则直接调⽤send并返回成功字节数96，并不等待将剩余的104字节放⼊缓冲区同时发送；三、阻塞/阻塞模式&&sendtoUDP的sendto并不能阻塞发送，因为UDP并没有真正的发送缓冲区，它所做的只是将应⽤缓冲区拷贝给下层协议栈，在此过程中加上UDP 头，IP头，所以实际不存在阻塞。
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++四、阻塞模式&&recv将会阻塞到发送缓冲区⾄少 1 个字节，才返回；在没有数据到来时，对它们的调⽤都将处于睡眠状态，不会返回。
五、阻塞模式&& recvfrom将会阻塞到发送缓冲区⾄少⼀个完整的UDP数据报，才返回；在没有数据到来时，对它们的调⽤都将处于睡眠状态，不会返回。
六、阻塞模式 / ⾮阻塞模式&&recv如果缓冲区有任何⼀个字节数据（TCP）或者⼀个完整UDP数据报，它们将会返回接收到的数据⼤⼩。
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传统的阻塞式IO，每个连接必须要开一个线程来处理，并且没处理完线程不能退出。
非阻塞式IO，由于基于反应器模式，用于事件多路分离和分派的体系结构模式，所以可以利用线程池来处理。事件来了就处理，处理完了就把线程归还。而传统阻塞方式不能使用线程池来处理，假设当前有10000个连接，非阻塞方式可能用1000个线程的线程池就搞定了，而传统阻塞方式就需要开10000个来处理。如果连接数较多将会出现资源不足的情况。非阻塞的核心优势就在这里。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
为什么会这样，下面就对他们做进一步细致具体的分析：
首先，我们来分析传统阻塞式IO的瓶颈在哪里。在连接数不多的情况下，传统IO编写容易方便使用。但是随着连接数的增多，问题传统IO就不行了。因为前面说过，传统IO处理每个连接都要消耗 一个线程，而程序的效率当线程数不多时是随着线程数的增加而增加，但是到一定的数量之后，是随着线程数的增加而减少。这里我们得出结论，传统阻塞式IO的瓶颈在于不能处理过多的连接。
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 。
然后，非阻塞式IO的出现的目的就是为了解决这个瓶颈。而非阻塞式IO是怎么实现的呢？非阻塞IO处理连接的线程数和连接数没有联系，也就是说处理10000个连接非阻塞IO不需要10000个线程，你可以用1000个也可以用2000个线程来处理。因为非阻塞IO处理连接是异步的。当某个连接发送请求到服务器，服务器把这个连接请求当作一个请求"事件"，并把这个"事件"分配给相应的函数处理。我们可以把这个处理函数放到线程中去执行，执行完就把线程归还。这样一个线程就可以异步的处理多个事件。而阻塞式IO的线程的大部分时间都浪费在等待请求上了。
另一种较高效的做法是：服务器端保存一个Socket连接列表，然后对这个列表进行轮询，如果发现某个Socket端口上有数据可读时（读就绪），则调用该socket连接的相应读操作；如果发现某个 Socket端口上有数据可写时（写就绪），则调用该socket连接的相应写操作；如果某个端口的Socket连接已经中断，则调用相应的析构方法关闭该端口。这样能充分利用服务器资源，效率得到了很大提高。
一种常用做法是：每建立一个Socket连接时，同时创建一个新线程对该Socket进行单独通信（采用阻塞的方式通信）。这种方式具有很高的响应速度，并且控制起来也很简单，在连接数较少的时候非常有效，但是如果对每一个连接都产生一个线程的无疑是对系统资源的一种浪费，如果连接数较多将会出现资源不足的情况。