阻塞式IO與非阻塞IO的區別
1. 阻塞式IO (Blocking I/O)
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定義
當程序發起一個I/O操作（如讀取文件、網絡數據）時，進程會被掛起（阻塞），直到操作完成或超時才會繼續執行后續代碼。在此期間，程序無法執行其他任務。 -
工作流程
python
復制
data = socket.recv() # 調用recv()后，程序卡在這里等待數據 print("收到數據:", data) # 數據到達后才會執行 -
特點
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優點：編程簡單，代碼直觀。
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缺點：資源利用率低（等待期間CPU空閑），不適合高并發場景。
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典型場景
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簡單的單線程腳本
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對實時性要求不高的低頻操作（如命令行工具）
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2. 非阻塞式IO (Non-blocking I/O)
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定義
程序發起I/O操作后立即返回，無需等待結果。可以通過輪詢或事件通知機制（如select/epoll）檢查操作狀態，實現并發處理多個I/O。 -
工作流程
python
復制
socket.setblocking(False) # 設置為非阻塞模式 try:data = socket.recv() # 立即返回，若有數據則返回數據，否則拋異常print("收到數據:", data) except BlockingIOError:print("暫時無數據，繼續處理其他任務") # 程序繼續執行其他邏輯 -
特點
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優點：提高CPU利用率，支持高并發（如同時處理數千連接）。
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缺點：編程復雜，需配合多路復用或回調機制。
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典型場景
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Web服務器（Nginx、Node.js）
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實時通信系統（WebSocket、游戲服務器）
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3. 核心區別
| 維度 | 阻塞式IO | 非阻塞式IO |
|---|---|---|
| 行為 | 調用后卡住，直到I/O完成 | 調用后立即返回，需主動查詢狀態 |
| CPU利用率 | 低（等待期間閑置） | 高（可并行處理其他任務） |
| 并發能力 | 弱（依賴多線程/進程） | 強（單線程即可處理大量I/O） |
| 實現復雜度 | 簡單 | 復雜（需搭配多路復用或異步框架） |
| 適用場景 | 低頻、簡單任務 | 高頻、高并發場景 |
4. 技術實現
阻塞式IO示例（C語言）
c
復制
int fd = open("file.txt", O_RDONLY);
char buf[1024];
read(fd, buf, sizeof(buf)); // 阻塞在此，直到數據讀取完畢
printf("Data: %s\n", buf);
非阻塞式IO示例（C語言）
c
復制
int fd = open("file.txt", O_RDONLY | O_NONBLOCK); // 設置非阻塞標志
char buf[1024];
while (1) {ssize_t n = read(fd, buf, sizeof(buf));if (n > 0) {printf("Data: %s\n", buf);break;} else if (n == -1 && errno == EAGAIN) {// 數據未就緒，處理其他任務usleep(1000); }
}
5. 如何選擇？
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選阻塞式IO：
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開發簡單快速的小工具。
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無需高并發（如本地配置文件讀取）。
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選非阻塞IO：
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高并發服務器（如Web服務、實時聊天）。
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需要最大限度利用CPU資源的場景。
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6. 擴展：同步 vs 異步IO
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同步IO：程序主動等待I/O結果（阻塞式、非阻塞式均屬此類）。
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異步IO：程序發起I/O后無需等待，操作系統完成后主動通知（如Linux的
io_uring、Windows的IOCP）。
（C++/Java題解）)
