Linux socket：同步与异步模式详解 (linux socket同步异步)

在网络编程中，Linux socket是一种非常常见的通信机制。socket（套接字）是一种抽象概念，用来表示连接两个程序之间的传输端点。在网络编程中，常用的socket有两种模式：同步和异步。

同步模式是指当一个进程调用socket函数时，该进程就一直等待（或者慢轮询）直到数据操作完成或者网络连接建立。异步模式是指当调用socket函数时，该进程不会阻塞等待操作的完成，而是继续执行其它任务，当完成网络数据操作后，由操作系统通知该进程。

理解同步和异步模式的原理对于正确使用socket非常重要。在本文中，我们将深入探讨这两种模式的工作原理，并且介绍如何在网络编程中正确地选择使用同步还是异步模式。

同步模式

在同步模式下，当一个进程调用socket函数时，它会一直等待，直到操作完成。如果这种情况发生在网络上，那么进程将会一直阻塞，因为网络操作往往需要一定的时间才能完成。

例如，假设我们正在开发一个文件传输程序，我们需要实现一个函数，用于从服务器下载文件。在同步模式下，当用户调用该函数时，程序将会阻塞等待，直到下载完成，而用户无法进行其他操作。

这种模式的更大优点是，线程或进程可以保证始终使用最新的数据，这对于实时数据要求比较高的程序非常有用。然而，同步程序在等待操作时、不能同时执行其它任务，因此可以导致程序的性能问题。

异步模式

在异步模式下，当一个进程调用socket函数时，它可以选择在网络操作完成后，由操作系统通知该进程。

例如，我们所开发的文件下载程序中，我们可以使用异步模式，这样在文件下载期间，允许程序继续执行其它任务，等待下载完成后，操作系统会回调程序处理下载好的文件数据。

这种模式的优点是允许程序进行并发执行，但是需要一些支持性的库提供程序的回调函数，支持其它操作，程序的复杂程度相对也高一些。在某些情况下，使用异步操作可能会导致数据不一致的问题。因此，在决定使用异步操作时需要非常注意。

对于一些需要进行长时间处理的任务，或者需要允许用户同时处理多个任务的程序，异步模式通常更为适用。

非阻塞与阻塞

在同步和异步模式下，还存在两种方式：非阻塞和阻塞。

阻塞式编程是指，当程序调用函数时，如果函数不能立即执行并返回，程序就会被阻塞，直到函数返回结果。

非阻塞式编程则是指，当程序调用函数时，如果函数不能立即执行并返回，程序会继续执行，例如其他任务或事件，这个过程不会等待函数返回结果。

对于同步模式，当socket函数调用的时候，如果没有数据可用，一次读取或者写入的操作将会被阻塞，在这种情况下，使用非阻塞的直接结果就是返回一个错误码 EAGN 或 EWOULDBLOCK，以此来表明操作被阻塞。如果客户端希望再次尝试读取或写入，将需要确保找到一个机制来确保操作成功。

对于异步模式，通常使用非阻塞操作，因此当调用socket函数时，程序将不会阻塞，操作将在另一个线程中执行。操作完成后，可以使用回调函数来通知服务器应用程序操作成功。

结论

在网络编程中，使用同步和异步模式的选择取决于你的具体业务需求。但是在选择之前，我们需要知道同步和异步模式的底层实现机制。在选择模式的同时，还要选择合适的阻塞和非阻塞模式。

相信这篇文章能够为大家提供足够的知识与思路，让大家可以更好地使用Linux socket实现业务需求。