Linux内核（六）阻塞&非阻塞

阻塞和非阻塞IO是访问设备的两种模式，驱动程序可以灵活的支持者两种用户空间对设备的访问方式。

如下图所示，在阻塞访问时，不能获取资源的进程将进入休眠，它将会让出CPU，因为阻塞的进程会进入休眠状态，所以必须要有一个动作能唤醒该进程，唤醒进程的地方最大的可能发生在中断里面，因为在硬件资源获得的同时往往伴随着一个中断。而非阻塞的进程则不断的尝试，直到可以进行IO。

在Linux驱动程序中，可以使用等待队列（Wait Queue）来实现阻塞队列的唤醒。等待队列以队列为基础数据结构，与进程调度机制紧密结合，可以用来同步对系统资源的访问，

我们先来看看什么是生产者消费者模式，生产者消费者模式是程序设计中非常常见的一种设计模式，被广泛运用在解耦、消息队列等场景。在现实世界中，我们把生产商品的一方称为生产者，把消费商品的一方称为消费者，有时生产者的生产速度特别快，但消费者的消费速度跟不上，俗称“产能过剩”，又或是多个生产者对应多个消费者时，大家可能会手忙脚乱。如何才能让大家更好地配合呢？这时在生产者和消费者之间就需要一个中介来进行调度，于是便诞生了生产者消费者模式。

使用生产者消费者模式通常需要在两者之间增加一个阻塞队列作为媒介，有了媒介之后就相当于有了一个缓冲，平衡了两者的能力，整体的设计如图所示，最上面是阻塞队列，右侧的 1 是生产者线程，生产者在生产数据后将数据存放在阻塞队列中，左侧的 2 是消费者线程，消费者获取阻塞队列中的数据。而中间的 3 和 4 分别代表生产者消费者之间互相通信的过程，因为无论阻塞队列是满还是空都可能会产生阻塞，阻塞之后就需要在合适的时机去唤醒被阻塞的线程。

那么什么时候阻塞线程需要被唤醒呢？有两种情况。第一种情况是当消费者看到阻塞队列为空时，开始进入等待，这时生产者一旦往队列中放入数据，就会通知所有的消费者，唤醒阻塞的消费者线程。另一种情况是如果生产者发现队列已经满了，也会被阻塞，而一旦消费者获取数据之后就相当于队列空了一个位置，这时消费者就会通知所有正在阻塞的生产者进行生产，这便是对生产者消费者模式的简单介绍。

BlockingQueue 实现生产者消费者模式看似简单，背后却暗藏玄机，我们在掌握这种方法的基础上仍需要掌握更复杂的实现方法。我们接下来看如何在掌握了 BlockingQueue 的基础上利用 Condition 实现生产者消费者模式，它们背后的实现原理非常相似，相当于我们自己实现一个简易版的 BlockingQueue：

wait/notify 实现生产者消费者模式的方法，实际上实现原理和Condition 是非常类似的，它们是兄弟关系：

以上就是关于Linux内核（六）阻塞&非阻塞全部的内容，包括:Linux内核（六）阻塞&非阻塞、一、多线程下生产者消费者模式、等相关内容解答，如果想了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！