操作系统面试题, 为什么网络 IO 会被阻塞?

Step 1

Q:: 为什么网络 I/O 会被阻塞？

A:: 网络 I/O 会被阻塞是因为在进行数据传输时，如果系统没有立即获取到所需的网络资源（如等待网络缓冲区可用或等待数据包到达），操作系统会将相应的进程置于阻塞状态，直到网络资源可用为止。阻塞的网络 I/O 在某些情况下可以简化编程模型，因为程序员不需要处理异步I/O的复杂性，但也可能导致应用程序性能降低，特别是在高并发场景下。

Step 2

Q:: 如何避免网络 I/O 的阻塞？

A:: 可以通过使用非阻塞I/O或异步I/O模型来避免网络 I/O 的阻塞。在非阻塞I/O中，系统调用会立即返回，而不是等待操作完成。在异步I/O中，操作系统会在操作完成后通知应用程序。这些方法可以在高并发场景中显著提高性能。

Step 3

Q:: 什么是多路复用？

A:: 多路复用是一种在单个线程中处理多个I/O通道的方法，例如 select、poll 和 epoll。它允许程序监视多个文件描述符，只有当某个文件描述符准备好进行I/O操作时，程序才会对其进行处理。多路复用广泛用于高并发服务器中，例如web服务器。

Step 4

Q:: 什么是 epoll，它与 select 和 poll 的区别是什么？

A:: epoll 是 Linux 特有的多路复用机制，与 select 和 poll 相比，epoll 更加高效，特别是在处理大量文件描述符时。select 和 poll 都需要在每次调用时检查所有文件描述符，而 epoll 使用事件通知机制，只在有事件发生时通知应用程序，从而减少了不必要的系统调用开销。