# LinuxServerProject

**Repository Path**: kriko/linux-server-project

## Basic Information

- **Project Name**: LinuxServerProject
- **Description**: 练习使用Linux Socket
- **Primary Language**: C++
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2020-09-10
- **Last Updated**: 2020-12-19

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Linux_Server 学习
## 知识点总结

### 一、关于同步，异步，阻塞，非阻塞

1. 同步和异步
  
同步就是每一步操作都需要知道自己依赖的操作的完成状态，他是一种可靠的任务任务序列。

异步就是仅告知任务何时开始，只需要告知任务的工作，是一种不可靠的任务序列。实现异步通知可以使用状态，通知和回调来完成，但是状态一般需要系统对某个事件进行轮询，会降低执行效率。

从消息通知的角度来看，同步操作需要知道他所依赖任务的完成状态，所以需要等待依赖任务执行完毕；异步操作的调用者不能立即得到返回状态。

简单的来说，同步就是一直等待他所依赖的任务完成，异步就是在一开始注册一个操作，在某些任务需要这个操作时，通知该事件执行。

2. 阻塞和非阻塞

阻塞和非阻塞的区别主要是从线程等待消息方面来表现，对于阻塞操作，当前线程将被挂起，无法执行其他业务。阻塞与同步的区别是，同步只是任务等待依赖的任务完成，此时线程是出于运行状态，但阻塞时，线程会被挂起，等待事件完成。

同步阻塞: 线程等待函数返回，并且没有执行其他操作，（例如read,write函数），位于挂起状态，则被称为同步阻塞。

同步非阻塞: 线程等待函数返回，并且在执行其他操作，称为同步非阻塞。

记住: 阻塞是当前线程无法执行其他操作，只能等待这个任务完成。非阻塞则可以去做其他事，但是需要系统不断轮询是否完成非阻塞操作。

### 二、Linux五种IO模型

1. 同步阻塞IO

位于同步阻塞IO操作时，CPU将不会进行任何操作，直到所有的IO操作完成，因此不会消费CPU。

这里存在俩种状态：
> 1. 等待数据准备好，在网络模型中就是等待数据传输完毕.
> 2. 将内核缓冲区的数据拷贝到用户空间

在同步阻塞IO中这两步操作都是被blocking的

2. 同步非阻塞IO

非阻塞将大的整片时间的阻塞分成N多的小的阻塞, 所以进程不断地有机会 '被' CPU光顾。

这就意味着CPU必须不断询问数据是否准备好，如果数据没有准备好，那么IO操作将会返回`EAGAIN `或者`EWOULDBLOCK`的错误。

但是由于CPU只需要在小阻塞的时候执行IO操作，所以CPU将有机会执行其他的操作。

在同步非阻塞状态下，内核缓冲区拷贝到用户空间的操作是被阻塞的。

3. IO多路复用

所谓IO多路复用就是将IO操作放置到一起，用一个集合去管理，当监听到存在任何已经完成的非阻塞操作，那么就交由用户处理。

相当于IO多路复用会监听所有的IO状态，当某个IO出现了就绪状态，那么就可以调用IO操作对当前已经准备好的IO进行读写操作，不需要IO操作函数进行阻塞。

但是相比于普通的IO调用，多路复用将会产生两次系统调用。

一般在使用IO多路复用时，都会将socket设置为no-blocking,但是需要注意到系统只会在epoll/poll/select的操作上阻塞。

需要注意到，将内核缓冲区的数据复制到用户空间的操作是被阻塞的。

> 从整个IO过程来看，他们都是顺序执行的，因此可以归为同步模型(synchronous)。都是进程主动等待且向内核检查状态。

4. 信号驱动IO

注册一个信号函数，等待IO数据准备好之后系统将会发送一个信号，由信号接收函数接收，并在信号函数中处理数据。

5. 异步非阻塞IO 

从kernel的角度，当它受到一个asynchronous read之后，首先它会立刻返回，所以不会对用户进程产生任何block。然后，kernel会等待数据准备完成，然后将数据拷贝到用户内存，当这一切都完成之后，kernel会给用户进程发送一个signal或执行一个基于线程的回调函数来完成这次 IO 处理过程，告诉它read操作完成了。

> 如果这个进程正在用户态忙着做别的事（例如在计算两个矩阵的乘积），那就强行打断之，调用事先注册的信号处理函数，这个函数可以决定何时以及如何处理这个异步任务。由于信号处理函数是突然闯进来的，因此跟中断处理程序一样，有很多事情是不能做的，因此保险起见，一般是把事件 “登记” 一下放进队列，然后返回该进程原来在做的事。
> 
> 如果这个进程正在内核态忙着做别的事，例如以同步阻塞方式读写磁盘，那就只好把这个通知挂起来了，等到内核态的事情忙完了，快要回到用户态的时候，再触发信号通知。
> 
> 如果这个进程现在被挂起了，例如无事可做 sleep 了，那就把这个进程唤醒，下次有 CPU 空闲的时候，就会调度到这个进程，触发信号通知。

6. 异步阻塞

相当于注册一个通知事件，表示当事件完成之后，系统将会通知任务完成，但是系统却被阻塞等待这个通知发生。