做网站软件排名,九江建站公司,wordpress如何设置分类目录,优化防疫措施文章目录 数据准备(阻塞和非阻塞)、数据读写(同步和异步)小总结#xff08;陈硕老师的总结#xff09; 知识拓展同步执行实例异步编程实例 八股 数据准备(阻塞和非阻塞)、数据读写(同步和异步) 无论是什么样的IO都包含两个阶段#xff1a;数据准备和数据读写。 我们的网络IO… 文章目录 数据准备(阻塞和非阻塞)、数据读写(同步和异步)小总结陈硕老师的总结 知识拓展同步执行实例异步编程实例 八股 数据准备(阻塞和非阻塞)、数据读写(同步和异步) 无论是什么样的IO都包含两个阶段数据准备和数据读写。 我们的网络IO也是同样的
数据准备根据系统IO操作的就绪状态这是在操作系统的角度来讲的
阻塞 调用IO方法的线程进入则色状态 如果没有数据可读recv函数是不会返回的一直等待这个fd上的读缓冲区上被激活如果它返回说明有数据可以读接着就是数据读写走向阶段二数据读写。非阻塞 不会改变线程的状态通过返回值判断 如果说我把sockfd设置成非阻塞recv会直接返回不会造成当前线程的阻塞
总而言之我们会在这里编写一个循环不断让CPU空转只有真正收到数据的时候才会返回。
//默认阻塞
int size recv(int socket, void *buffer, size_t length, int flags);
int size recv(sockfd, buf, 1024, 0);//如果sockfd被设置成非阻塞状态我们这样去运行程序
//返回值如果是-1说明有内部错误
size -1 errno EAGAIN//表示连接上了但是远端没有数据返回的原因是非阻塞IO返回
size 0 //远端断开链接
size 0 //表示有这么多数据可读
数据读写根据应用程序和内核的交互方式这是在应用层程序的角度讲的 int size recv(int socket, void *buffer, size_t length, int flags); int size recv(sockfd, buf, 1024, 0); 无论是阻塞模式还是非阻塞模式只要数据没到我们是都没有数据可以读的。 等到TCP接受缓冲区内核有数据了说明数据可读那么我们的recv函数开始接收数据通过调用这个函数内核中的数据就开始往用户层的这个buf里面搬运。这里的返回值size就是返回了多少数据。 那么是让操作系统给我读好还是我自己去读呢其中的参数buf是用户层的自己定义的buf.
同步 等到TCP接受缓冲区内核有数据了说明数据可读那么我们的recv函数开始接收数据通过调用这个函数内核中的数据就开始往用户层的这个buf里面搬运。这里的返回值size就是返回了多少数据。 如果recv没有把内核中缓冲区数据全部搬完的话是不会返回的。 这就叫IO同步
char buf[1024] 0;
int size recv(sockfd, buf, 1024, 0);
if (size 0) {buf
}异步 关于数据的异步读写就不能用recv来举例了因为recv和send都是同步的IO接口。 异步IO的效率确实高但是程序比较复杂出问题的话也不太好定位错误。 所谓的异步IO接口就是首先得有一个sockfd如果该文件描述符上的数据可读需要把内核中读缓冲区的数据搬到buf中(操作系统来完成在同步IO中是我们自己花时间搬的)如果操作系统完成了所有数据的搬运通过sigio信号通知应用程序即可。
所以我们的应用程序可以完成自己的业务逻辑。等到sigio通知这个通知不一定是信号还可以通过回调函数这个时候说明IO已经准备好了我们再去执行即可。这是我们异步编程的最大核心。
也就是说我们把数据读写全部委托给了操作系统不同于之前的同步IO接口要么就是阻塞在recv要么就是在循环中空转CPU等待TCP接收缓冲区全部写入buf。这里老师举了一个坐飞机取机票的例子来总结同步和异步IO非常简单形象
两个典型的异步IO接口aio_read,aio_write
小总结陈硕老师的总结
陈硕大神的原话在处理IO在处理 IO 的时候阻塞和非阻塞都是同步 IO。只有使用了特殊的 API 才是异步 IO。
知识拓展
在我们应用程序进行多线程多进程处理的时候也就是业务层面的一个并发的同步和异步如何区分呢 同步A等待B做完事情得到返回值然后继续处理 异步A操作告诉B操作它感兴趣的事件以及同时方式A操作继续执行自己的业务逻辑了等B监听到响应事件发生后B会通知AA开始处理响应的数据处理逻辑 同步执行实例
这个示例中A 等待 B 完成一个任务如计算一个值然后使用这个值继续其他操作。
#include iostream
#include thread
#include chronoint performTask(int x) {// 模拟耗时任务std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));return x * x; // 返回 x 的平方
}int main() {std::cout A starts and waits for B to complete... std::endl;int result performTask(5); // A 等待 B 完成std::cout B completed with result: result std::endl;std::cout A continues with result. std::endl;// 使用结果进行其他操作std::cout Final result: result * 2 std::endl;return 0;
}异步编程实例
在这个例子中A 操作发起一个任务给 B并且继续执行其他事情。当 B 完成任务时它将结果返回给 A然后 A 处理这个结果。
#include iostream
#include future
#include chronoint performAsyncTask(int x) {// 模拟耗时任务std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));return x * x; // 返回 x 的平方
}int main() {std::cout A starts and does not wait for B... std::endl;std::futureint futureResult std::async(std::launch::async, performAsyncTask, 5);// A 继续执行其他操作std::cout A is doing other things... std::endl;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 模拟 A 执行其他任务std::cout A is still working... std::endl;// 等待 B 完成并获取结果int result futureResult.get();std::cout B completed with result: result std::endl;std::cout A processes the result. std::endl;// 使用结果进行其他操作std::cout Final result: result * 2 std::endl;return 0;
}在异步示例中std::async 创建了一个异步任务它允许 A 继续执行而不必等待 B 完成。一旦需要结果时通过调用 futureResult.get() 获取这将会阻塞直到异步任务完成。在多线程编程中如果我们的A线程并不关心B线程的返回值和状态我们甚至可以A直接退出。
八股
首先阐述什么是阻塞、非阻塞、同步、异步 阻塞非阻塞同步异步描述的都是IO的状态一个典型的网络IO包含两个阶段数据准备和数据读写
举例说明 比如说recv传一个sockfd,buf,buf的大小
数据准备 数据准备就是说远端是否有数据过来内核的TCP接受缓冲区中是否有数据可读
阻塞和非阻塞 当sockfd工作在阻塞模式下的话当我调用recv如果数据没有就绪就会阻塞当前的线程如果sockfd工作在非阻塞状态下我们调用系统IO接口就会立即返回如果返回值是-1说明链接异常 如果工作在非阻塞我们往往会写一个错误好EAGAIN来捕捉该错误返回值是0说明连接中断返回值0值得就是我们读的数据大小。
数据就绪 如果说远端数据已经准备好了说明我们需要进行数据的读写
同步和异步 这个时候操作系统会帮我们把内核的TCP接受缓冲区写入到recv的buf参数中只有写完了也就是说我们的应用程序必须等待它拷贝完成recv才返回才能执行后续的运行逻辑这就是同步IO 如果我们调用aio_read接口就是异步IO此时我们的线程可以继续执行后面的应用程序逻辑等到缓冲区数据全部写入到我们的buf中去的时候aio_read会发送一个sigio信号来告诉我们读数据完毕。这个sigio不仅可以是一个信号也可以通过回调函数来实现。
在我们应用程序业务层面的并发编程也涉及到同步和异步虽然角度不同但是大体的逻辑是一致的同步的话A程序必须等待B程序执行完毕异步的话他们可以各自处理自己的业务逻辑等B执行完通知A即可
