Socket程式設計中的同步、非同步、阻塞和非阻塞(轉)

herosoft發表於2009-05-03
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在進行網路程式設計時,我們常常見到同步、非同步、阻塞和非阻塞四種呼叫方式。這些方式彼此概念並不好理解。下面是我對這些術語的理解。

同步
所謂同步,就是在發出一個功能呼叫時,在沒有得到結果之前,該呼叫就不返回。按照這個定義,其實絕大多數函式都是同步呼叫(例如sin, isdigit等)。但是一般而言,我們在說同步、非同步的時候,特指那些需要其他部件協作或者需要一定時間完成的任務。最常見的例子就是SendMessage(JAMBOL注:PostMessage是非同步機制)。該函式傳送一個訊息給某個視窗,在對方處理完訊息之前,這個函式不返回。當對方處理完畢以後,該函式才把訊息處理函式所返回的LRESULT值返回給呼叫者。

非同步
非同步的概念和同步相對。當一個非同步過程呼叫發出後,呼叫者不能立刻得到結果。實際處理這個呼叫的部件在完成後,透過狀態、通知和回撥來通知呼叫者。以CAsycSocket類為例(注意,CSocket從CAsyncSocket派生,但是起功能已經由非同步轉化為同步),當一個客戶端透過呼叫Connect函式發出一個連線請求後,呼叫者執行緒立刻可以朝下執行。當連線真正建立起來以後,socket底層會傳送一個訊息通知該物件。
這裡提到執行部件和呼叫者透過三種途徑返回結果:狀態、通知和回撥。可以使用哪一種依賴於執行部件的實現,除非執行部件提供多種選擇,否則不受呼叫者控制。如果執行部件用狀態來通知,那麼呼叫者就需要每隔一定時間檢查一次,效率就很低(有些初學多執行緒程式設計的人,總喜歡用一個迴圈去檢查某個變數的值,這其實是一種很嚴重的錯誤)。如果是使用通知的方式,效率則很高,因為執行部件幾乎不需要做額外的操作。至於回撥函式,其實和通知沒太多區別。

阻塞
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。
有人也許會把阻塞呼叫和同步呼叫等同起來,實際上他是不同的。對於同步呼叫來說,很多時候當前執行緒還是啟用的,只是從邏輯上當前函式沒有返回而已。例如,我們在CSocket中呼叫Receive函式,如果緩衝區中沒有資料,這個函式就會一直等待,直到有資料才返回。而此時,當前執行緒還會繼續處理各種各樣的訊息。如果主視窗和呼叫函式在同一個執行緒中,除非你在特殊的介面操作函式中呼叫,其實主介面還是應該可以重新整理。
socket接收資料的另外一個函式recv則是一個阻塞呼叫的例子。當socket工作在阻塞模式的時候,如果沒有資料的情況下呼叫該函式,則當前執行緒就會被掛起,直到有資料為止。

非阻塞
非阻塞和阻塞的概念相對應,指在不能立刻得到結果之前,該函式不會阻塞當前執行緒,而會立刻返回。

[@more@]物件的阻塞模式和阻塞函式呼叫
物件是否處於阻塞模式和函式是不是阻塞呼叫有很強的相關性,但是並不是一一對應的。阻塞物件上可以有非阻塞的呼叫方式,我們可以透過一定的API去輪詢狀態,在適當的時候呼叫阻塞函式,就可以避免阻塞。而對於非阻塞物件,呼叫特殊的函式也可以進入阻塞呼叫。函式select就是這樣的一個例子。

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