大家好呀，我是码农Henry，在网络编程中，阻塞（Blocking） 和 非阻塞（Non-blocking） 是两种截然不同的 I/O 处理模式，直接决定了程序的执行流程和性能表现。它们的核心区别在于 程序在等待 I/O 操作完成时的行为。
1. 阻塞（Blocking）模式
定义
当程序发起一个网络 I/O 操作（如 recv()、accept()）时，若数据未就绪，线程会挂起并等待操作完成，期间无法执行其他任务。
典型行为
// 示例：阻塞式读取数据
int bytes = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
// 此处线程会卡死，直到数据到达或出错
printf("Received: %d bytes\n", bytes);特点
- 简单直观：代码顺序执行，无需处理复杂状态
- 资源浪费：线程被挂起，CPU 空转（无法处理其他连接）
- 适用场景：简单客户端、低并发服务端
2. 非阻塞（Non-blocking）模式
定义
当程序发起 I/O 操作时，无论数据是否就绪，立即返回一个状态码（如 EWOULDBLOCK），线程继续执行其他任务，通过轮询或事件通知处理后续操作。
典型行为
// 设置 socket 为非阻塞模式
fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
// 非阻塞读取
int bytes = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (bytes == -1 && errno == EWOULDBLOCK) {
// 数据未就绪，继续处理其他任务
} else {
// 处理接收到的数据
}特点
- 高效利用资源：单线程可处理多连接（需结合 select/poll/epoll）
- 编程复杂度高：需处理错误码、状态轮询
- 适用场景：高并发服务器（如 Web 服务器、实时通信系统）
3. 核心区别对比
特性 | 阻塞模式 | 非阻塞模式 |
线程行为 | 挂起等待操作完成 | 立即返回，继续执行后续代码 |
CPU 利用率 | 低（线程空闲等待） | 高（持续处理有效任务） |
并发能力 | 依赖多线程/进程（资源开销大） | 单线程可处理多连接（如 epoll 模型） |
代码复杂度 | 简单直观 | 复杂（需处理状态码、异步逻辑） |
典型应用 | 简单客户端、低负载服务 | Nginx、Redis、高并发服务器 |
4. 底层原理剖析
阻塞模式
- 系统调用后，线程进入 睡眠状态，被移出 CPU 调度队列
- 数据就绪时，内核通过 中断机制 唤醒线程
非阻塞模式
- 系统调用立即返回，线程持续 轮询或等待事件通知
- 结合 I/O 多路复用（如 epoll）实现高效事件驱动
5. 编程模型示例
阻塞式 TCP 服务器（简化版）
while (1) {
int client_fd = accept(server_fd, NULL, NULL); // 阻塞等待连接
char buf[1024];
recv(client_fd, buf, sizeof(buf), 0); // 阻塞读取数据
process_data(buf);
close(client_fd);
}非阻塞式 TCP 服务器（epoll 模型）
// 设置监听 socket 为非阻塞
fcntl(server_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
struct epoll_event events[MAX_EVENTS];
int epfd = epoll_create1(0);
// 添加监听 socket 到 epoll
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET; // 边缘触发模式
ev.data.fd = server_fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, server_fd, &ev);
while (1) {
int nready = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1);
for (int i = 0; i < nready; i++) {
if (events[i].data.fd == server_fd) {
// 非阻塞 accept
int client_fd = accept(server_fd, NULL, NULL);
fcntl(client_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
// 将新连接加入 epoll 监控...
} else {
// 非阻塞读写处理...
}
}
}6. 选择建议
- 选择阻塞模式：
- 开发快速原型
- 连接数少且处理逻辑简单
- 对性能要求不高
- 选择非阻塞模式：
- 高并发服务器（如 C10K 问题）
- 需要最大化资源利用率
- 实时响应要求高（如游戏服务器）
附：常见误区
- 非阻塞 ≠ 异步：非阻塞需要主动查询状态，异步通过回调通知（如 Windows IOCP）
- 非阻塞不一定更快：在低负载场景，阻塞模式可能更高效（减少上下文切换）
- 多线程 + 阻塞 ≠ 高并发：线程数过多会导致调度开销剧增