为什么IO复用需要非阻塞的IO

我们可以先看一下官方的回答：

在Linux命令行输入：man 2 select

找到[BUGS]，如下：

官方给予的回答是这样的：

Under Linux, select() may report a socket file descriptor as "ready for reading", while never? theless a subsequent read blocks. This could for example happen when data has arrived but upon examination has wrong checksum and is discarded. There may be other circumstances in which a file descriptor is spuriously reported as ready. Thus it may be safer to use O_NONBLOCK on sockets that should not block.

也就是说：当某个socket接收缓冲区有新数据分节到达，然后select报告这个socket描述符可读，但随后，协议栈检查到这个新分节检验和错误，然后丢弃这个分节，这时候调用read则无数据可读，如果socket没有设置nonblocking，此read将阻塞当前线程

简单来说就是：当数据到达socket缓冲区的时候，select会报告这个socket可读，但是随后因为一些原因，比如校验和错误，内核丢弃了这个数据，这个时候，如果采用了阻塞的IO，唤醒的程序去读取一个已经被丢弃的数据，肯定读不到，所以就会一直卡在那里，也就是阻塞，例如accept和recv函数就会阻塞。

所以这也就是IO复用需要非阻塞IO的原因之一。

原因二：达到缓冲区的数据有可能被别人抢走，比如多个进程accept同一个socket时引发的惊群现象，只有一个客户端连接到来，但是所有的监听程序都会被唤醒，最终只能有一个进程可以accept到这个请求，如果采用阻塞的IO，其他进程的accept就会产生阻塞。

原因三：ET(Edge-triggered)边缘模式下，必须要使用到非阻塞的IO，因为程序中需要循环读和写，直到EAGAIN的出现，如果使用阻塞的IO就容易被阻塞住。

EAGAIN的介绍

这里提一下有关EAGAIN的知识

EAGAIN是一个错误代码，在Linux环境下开发经常会碰到很多错误(设置errno)，其中EAGAIN是其中比较常见的一个错误(比如用在非阻塞操作中)。

man accept找到EAGAIN的解释如下：

原文是这样说的：

The socket is marked nonblocking and no connections are present to be accepted.
POSIX.1-2001 allows either error to be returned for this case, and does not require these constants to have the same value, so a portable application should check for both
possibilities.

翻译过来的意思大概就是：如果socket的状态为非阻塞，但是accept函数没有找到可用的连接，就会返回EAGAIN错误。

我们时常会用一个while(true)死循环去接收缓冲区中客户端socket的连接，如果这个时候我们设置socket状态为非阻塞，那么accept如果在某个时间段没有接收到客户端的连接，因为是非阻塞的IO，accept函数会立即返回，并将errno设置为EAGAIN.

EAGAIN的应用

EAGAIN应用示例一：accept

我们时常会在死循环中设置if(errno==EAGAIN) break;

因为我们死循环只是为了接收缓冲区中的连接，一旦accept在缓冲区找不到可用的连接了，那么accept会将errno设置为EAGAIN，这个时候我们只需要判断errno==EAGAIN就说明了，accept已经将缓冲区中的连接读取完，所以可以直接break了。

EAGAIN应用示例二：recv、send

前提：非阻塞的IO、EPOLLET边缘触发模式

recv：在EPOLLIN|EPOLLET监视可读、边缘触发模式下，recv函数会时刻关注缓冲区中是否有数据可读，如果缓冲区中有数据未处理，EPOLLET模式下的epoll只会汇报一次socket有可读事件，当有新的数据加入缓冲区时，就会再次汇报可读。

根据上面的说明，假设现在缓冲区中有1000字节待recv读取，ET模式下会触发一次可读事件，为了避免我们我们读取不完缓冲区的数据(也就是说假设我们的recv目前一次只能读取200字节，所以一次肯定读取不玩)，这个时候我们又会使用到死循环while(true)，让recv一直读取缓冲区中的内容。我们知道缓冲区如果没有新的内容，是不会再触发可读事件的，所以当recv读取完缓冲区的内容之后，因为是非阻塞的IO模式，recv不会等待立即返回，并且会将errno设置为EAGAIN，此时的EAGAIN表示没有数据可以读取。

因此，我们可以像accept函数那样，在死循环里判断errno，也就是if(errno==EAGAIN) break;

send：在EPOLLOUT|EPOLLET监视可写、边缘触发模式下，send函数会时刻关注发送缓冲区是否已满，如果发送缓冲区未满，EPOLLET模式下就会触发一次可写事件，只有当缓冲区从满变为"有空"的时候，才会再次触发一次可写事件（假设缓冲区大小为1000，缓冲区中有300字节内容，客户端读取比服务端发送要快，这个时候缓冲区内容减少，但不会触发可写事件）。

根据上面的说明，假设缓冲区1000字节就满了，现如今缓冲区中有300字节的内容，那么ET模式会触发一次可写事件，在这个可写时间的处理代码中，你可以向客户端发送你想要发送的内容。当写入缓冲区满了的时候，因为是非阻塞IO，send会立即返回，并将errno设置为EAGAIN，此时的EAGAIN表示缓冲区内容已满，无法继续写入，所以我们也没必要让send阻塞在那里。

因此，我们可以像accept函数那样，当然循环的出口还是我们说的if(errno==EAGAIN) break;

EAGAIN这个错误代码在非阻塞IO的程序中会经常出现，上面只是一些经常使用到EAGAIN的场景；有时我们可以不把它看作是一个错误，而看作是一个工具，一个来寻找循环出口的工具。

以上便是文章的全部内容，如果讲解有误，还请指正，谢谢大家观看！