Posted on 2008-01-17 21:22
MiweiDev 閱讀(339)
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網絡編程
首先得弄清楚同步、異步、阻塞、非阻塞的概念。
同步和異步是針對通訊的工作模式，阻塞和非阻塞是指socket的I/O操作。
實際上對于socket，只存在阻塞和非阻塞，同步與異步是在程序實現上有所不同。
以阻塞的方式執行recv函數，在沒有收到數據前，此函數是不會返回的，所以這很容易執行函數的線程處于等待I/O上的數據狀態，然后被掛起。非阻塞就不一樣，執行recv時候不管有沒有數據都立即返回，有數據時返回數據，沒數據時返回錯誤。非阻塞可以帶來程序的高效，也帶來了寫程序中必須注意的地方，非阻塞情況下，發送與接收數據時候，要用戶自己管理自己的緩沖區，并且要記錄發送與接受的位置，因為很可能發送與接受數據的任務不能一次完成，需要多次調用send和recv才可以完成。
本來同步異步是用來表示通訊模式的，通信的同步，主要是指客戶端在發送請求后，必須得在服務端有回應后才發送下一個請求。所以這個時候的所有請求將會在服務端得到同步。通信的異步，指客戶端在發送請求后，不必等待服務端的回應就可以發送下一個請求，這樣對于所有的請求動作來說將會在服務端得到異步，這條請求的鏈路就象是一個請求隊列，所有的動作在這里不會得到同步的。但是個人感覺，在說到socket的同步異步時候，同步跟阻塞概念差不多，都是有了結果才返回，異步則是告訴系統我要recv數據，然后馬上返回，等待數據來了后，系統跟程序說數據到了，然后程序再recv數據。引用在網上看到的比較好的描述“阻塞 block 是指，你撥通某人的電話，但是此人不在，于是你拿著電話等他回來，其間不能再用電話。同步大概和阻塞差不多。非阻塞 nonblock 是指，你撥通某人的電話，但是此人不在，于是你掛斷電話，待會兒再打。至于到時候他回來沒有，只有打了電話才知道。即所謂的“輪詢 / poll”。異步是指，你撥通某人的電話，但是此人不在，于是你叫接電話的人告訴那人(leave a message)，回來后給你打電話（call back）。”
顯然，異步要高效一些。在Winsock中實現異步的方法有很多，Winsock工作模型有下面六種
一：select模型
二：WSAAsyncSelect模型
三：WSAEventSelect模型
四：Overlapped I/O 事件通知模型
五：Overlapped I/O 完成例程模型
六：IOCP模型
從一到六越來越高級，越來越高效，實現越來越復雜。曾在網上看到一些比喻用來很好的說明這些模型，在這里引用一下。
老陳有一個在外地工作的女兒，不能經常回來，老陳和她通過信件聯系。他們的信會被郵遞員投遞到他們的信箱里。
一：select模型
老陳非常想看到女兒的信。以至于他每隔10分鐘就下樓檢查信箱，看是否有女兒的信~~~~~
在這種情況下，“下樓檢查信箱”然后回到樓上耽誤了老陳太多的時間，以至于老陳無法做其他工作。
二：WSAAsyncSelect模型
后來，老陳使用了微軟公司的新式信箱。這種信箱非常先進，一旦信箱里有新的信件，蓋茨就會給老陳打電話：喂，大爺，你有新的信件了！從此，老陳再也不必頻繁上下樓檢查信箱了，牙也不疼了，你瞅準了，藍天......不是，微軟~~~~~~~~
三：WSAEventSelect模型
后來，微軟的信箱非常暢銷，購買微軟信箱的人以百萬計數......以至于蓋茨每天24小時給客戶打電話，累得腰酸背痛，喝蟻力神都不好使~~~~~~
微軟改進了他們的信箱：在客戶的家中添加一個附加裝置，這個裝置會監視客戶的信箱，每當新的信件來臨，此裝置會發出“新信件到達”聲，提醒老陳去收信。蓋茨終于可以睡覺了。
四：Overlapped I/O 事件通知模型
后來，微軟通過調查發現，老陳不喜歡上下樓收發信件，因為上下樓其實很浪費時間。于是微軟再次改進他們的信箱。新式的信箱采用了更為先進的技術，只要用戶告訴微軟自己的家在幾樓幾號，新式信箱會把信件直接傳送到用戶的家中，然后告訴用戶，你的信件已經放到你的家中了！老陳很高興，因為他不必再親自收發信件了！
五：Overlapped I/O 完成例程模型
老陳接收到新的信件后，一般的程序是：打開信封----掏出信紙----閱讀信件----回復信件......為了進一步減輕用戶負擔，微軟又開發了一種新的技術：用戶只要告訴微軟對信件的操作步驟，微軟信箱將按照這些步驟去處理信件，不再需要用戶親自拆信/閱讀/回復了！老陳終于過上了小資生活！
六：IOCP模型
微軟信箱似乎很完美，老陳也很滿意。但是在一些大公司情況卻完全不同！這些大公司有數以萬計的信箱，每秒鐘都有數以百計的信件需要處理，以至于微軟信箱經常因超負荷運轉而崩潰！需要重新啟動！微軟不得不使出殺手锏......
微軟給每個大公司派了一名名叫“Completion Port”的超級機器人，讓這個機器人去處理那些信件！
其實，上面每種模型都有優點，要根據程序需求而適當選擇合適的模型，前面三種模型效率已經比較高，實現起來難道不大，很多一般的網絡程序都采用前三種模型，只有對網絡要求特別高的一些服務器才會考慮用后面的那些模型。MFC中的CAsyncSocket類就是用的WSAAsyncSelect模型，電驢中也是用的這種，不過在尋找對應socket的時候進行了優化，查找更快，在GridCast中采用的是WSAEventSelect模型，等待。
BTW：上面所說均在Windows平臺下，只用WinSock才有這么多模型，在linux下，好像就只有第一種select模式，我對linux下的socket不是很了解，應該也有很多提高效率的地方。