阻塞与非阻塞I/O

介绍

在网络编程中，I/O（输入/输出）操作是不可避免的。I/O操作通常涉及从文件、网络或其他设备读取数据或写入数据。根据I/O操作的行为方式，可以分为阻塞I/O和非阻塞I/O。理解这两种I/O模式的区别对于编写高效、响应迅速的程序至关重要。

阻塞I/O

在阻塞I/O模式下，当程序执行一个I/O操作时，程序会一直等待，直到操作完成。在此期间，程序无法执行其他任务。例如，当从网络读取数据时，如果数据尚未到达，程序会一直等待，直到数据到达为止。

非阻塞I/O

在非阻塞I/O模式下，程序执行I/O操作时不会等待操作完成。如果操作无法立即完成，程序会立即返回，并继续执行其他任务。程序可以通过轮询或事件驱动的方式来检查I/O操作是否完成。

阻塞I/O的示例

以下是一个使用阻塞I/O的简单示例，展示了如何从网络读取数据：

python
import socket

# 创建一个TCP/IP套接字
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 连接到服务器
server_address = ('localhost', 10000)
sock.connect(server_address)

# 发送数据
message = 'Hello, server!'
sock.sendall(message.encode())

# 接收数据
data = sock.recv(1024)
print(f'Received: {data.decode()}')

# 关闭连接
sock.close()

在这个示例中，sock.recv(1024) 是一个阻塞调用。如果服务器没有发送数据，程序会一直等待，直到数据到达。

非阻塞I/O的示例

以下是一个使用非阻塞I/O的简单示例，展示了如何从网络读取数据：

python
import socket

# 创建一个TCP/IP套接字
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 设置为非阻塞模式
sock.setblocking(False)

# 连接到服务器
server_address = ('localhost', 10000)
try:
    sock.connect(server_address)
except BlockingIOError:
    # 连接正在进行中
    pass

# 发送数据
message = 'Hello, server!'
sock.sendall(message.encode())

# 接收数据
while True:
    try:
        data = sock.recv(1024)
        if data:
            print(f'Received: {data.decode()}')
            break
    except BlockingIOError:
        # 数据尚未到达，继续等待
        pass

# 关闭连接
sock.close()

在这个示例中，sock.setblocking(False) 将套接字设置为非阻塞模式。sock.recv(1024) 不会阻塞程序，如果数据尚未到达，程序会立即返回并继续执行其他任务。