非阻塞式I/O

套接字的默认状态是阻塞的。可能阻塞套接字的调用可以分为下面4类：

• 输入操作
  包括read, readv, recv, recvfrom和recvmsg共5个函数。
  如果某个进程对一个阻塞的TCP套接字调用这些函数，那么该套接字的接收缓冲区中没有数据可读，该进程将被投入睡眠，直到有一些数据达到。

  因为TCP是字节流协议，该进程的唤醒就是只要有一些数据到达，这些数据既可能是单个字节，也可以是一个完整的TCP分节中的数据。

  而对于UDP而言，因为UDP是数据报协议，直达有UDP数据报到达，进程才会被唤醒。

  所以对于非阻塞的套接字，如果输入操作不能被满足（对于TCP套接字即至少有一个字节的数据，UDP套接字即有一个完整的数据报可读），相应调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。

• 输出操作
  包括write, writev, send, sendto, sendmsg共5个函数。

  对于TCP套接字，内核将从应用进程的缓冲区到该套接字的发送缓冲区复制数据。对于阻塞的套接字，如果其发送缓冲区中没有空间，进程将被投入睡眠，直到有空间为止。对于一个非阻塞的TCP套接字，如果其发送缓冲区中没有空间，输出函数将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。如果其发送缓冲区有一些空间，返回值将是内核能够复制到该缓冲区的字节数。这个字节数也称为不足计数。

  而对于UDP套接字，因为UDP套接字不存在真正的发送缓冲区，内核只是复制应用进程数据并把他们向下沿着协议栈传递，逐渐冠以UDP首部和IP首部。因此对于UDP套接字，输出函数不会因为TCP一样的原因而阻塞。但是可能会因为其他原因而阻塞。

• 接受外来连接
  对于accept函数，如果对一个阻塞的套接字调用accept函数，并且尚无新的连接到达，调用进程将被投入睡眠。
  对于一个非阻塞的套接字调用accept函数，尚无新的连接到达，accept函数将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。

  while(true)
  {
      int c_fd = accept(listen_fd, NULL, NULL);
      if (c_fd == -1)
      {
          if (errno != EWOULDBLOCK)   // 非阻塞accept的EWOULDBLOCK错误不处理
          {                               
              fprintf(stderr, "%s: %d: ", __FILE__, __LINE__); 
              perror("accept");
              break;             
          }                               
      }
  
      open_connection(c_fd);
  }
  

• 发起外出连接
  对于connect函数。对于TCP套接字，connect函数一直要等到三路握手完成才返回，这意味着每个connect总会阻塞其调用进程至少一个到服务器的RTT时间。
  对于非阻塞的套接字调用connect，并且当连接不能立即建立(有些连接可以立即建立)，那么连接的建立能照样发起(发送三路握手的第一个分组)，不过会返回一个EINPROGRESS错误。

参考资料
《UNIX 网络编程》3th [美] W.Richard Stevens，Bill Fenner，Andrew M. Rudoff