1. 阻塞模式的概念
在Linux系统中，阻塞模式是一种I/O模型，它指的是当一个进程进行输入/输出操作时，如果没有数据可读或者无法写入，该进程会被阻塞，直到有数据可读或者可以进行写入。
2. 阻塞模式的应用场景
2.1 文件读取
在文件读取中，阻塞模式非常常见。当一个进程打开一个文件，并从中读取数据时，如果文件还没有准备好或者无法访问，进程将被阻塞，直到文件准备好并可以进行数据读取。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
FILE *file;
char *buffer[256];
file = fopen("sample.txt","r");
if(file == NULL) {
perror("Failed to open file");
exit(1);
}
while(fgets(buffer, 256, file) != NULL){
// 处理读取到的数据
printf("%s",buffer);
}
fclose(file);
return 0;
}
在以上示例代码中，文件的打开操作可能会被阻塞，直到文件准备好可用。fgets函数会不断尝试从文件中读取数据，如果没有数据可读，则会进行阻塞等待，直到有数据可读。
2.2 网络通信
阻塞模式在网络通信中也有着重要的应用。当一个进程需要通过网络发送数据时，在数据可以成功发送之前，该进程将会被阻塞。同样地，在接收数据时，进程也会被阻塞，直到有数据到达。
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#define PORT 8080
int main(){
int server_fd, new_socket, valread;
struct sockaddr_in address;
int addrlen = sizeof(address);
char buffer[1024] = {0};
char *hello = "Hello from server";
// Creating socket file descriptor
if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0){
perror("socket failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
address.sin_port = htons(PORT);
// Forcefully attaching socket to the port
if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address))<0){
perror("bind failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (listen(server_fd, 3) < 0){
perror("listen");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen))<0){
perror("accept");
exit(EXIT_FAILURE);
}
valread = read( new_socket , buffer, 1024);
printf("%s\n",buffer );
send(new_socket , hello , strlen(hello) , 0 );
printf("Hello message sent\n");
return 0;
}
以上示例代码中，创建了一个基于TCP协议的服务器对象。在accept函数调用处，如果没有连接请求到达，该进程将会被阻塞，直到有连接请求到达。
3. 阻塞模式的优缺点
3.1 优点
阻塞模式的一个重要优点是实现简单，易于理解和使用。它在处理一些简单的任务时工作得很好，且代码量相对较小。
此外，阻塞模式还具有资源使用高效的优点。因为当进程被阻塞时，它会释放CPU资源，给其他可运行的进程更多的机会执行，从而提高系统资源利用率。
3.2 缺点
阻塞模式的缺点是其较低的并发性能。当一个进程被阻塞时，它不能执行其他任务，导致系统的吞吐量较低。
另外，阻塞模式还存在着潜在的死锁风险。如果两个进程都在等待对方释放某个资源，而双方都无法继续执行，就会产生死锁现象。
4. 总结
阻塞模式在Linux系统中的应用非常广泛，特别是在文件读取和网络通信中。它的优点是简单易用，资源使用高效，但缺点是并发性能较差，潜在的死锁风险。
在实际应用中，根据具体的需求和场景，我们可以选择合适的I/O模型，如非阻塞模式、异步模式等，来提高系统的并发性能和响应性能。