32 | 答疑(四):阻塞、非阻塞 I/O 与同步、异步 I/O 的区别和联系
倪朋飞

你好,我是倪朋飞。
专栏更新至今,四大基础模块的第三个模块——文件系统和磁盘 I/O 篇,我们就已经学完了。很开心你还没有掉队,仍然在积极学习思考和实践操作,并且热情地留言与讨论。
今天是性能优化的第四期。照例,我从 I/O 模块的留言中摘出了一些典型问题,作为今天的答疑内容,集中回复。同样的,为了便于你学习理解,它们并不是严格按照文章顺序排列的。
每个问题,我都附上了留言区提问的截屏。如果你需要回顾内容原文,可以扫描每个问题右下方的二维码查看。
问题 1:阻塞、非阻塞 I/O 与同步、异步 I/O 的区别和联系

首先我们来看阻塞和非阻塞 I/O。根据应用程序是否阻塞自身运行,可以把 I/O 分为阻塞 I/O 和非阻塞 I/O。
所谓阻塞 I/O,是指应用程序在执行 I/O 操作后,如果没有获得响应,就会阻塞当前线程,不能执行其他任务。
所谓非阻塞 I/O,是指应用程序在执行 I/O 操作后,不会阻塞当前的线程,可以继续执行其他的任务。
再来看同步 I/O 和异步 I/O。根据 I/O 响应的通知方式的不同,可以把文件 I/O 分为同步 I/O 和异步 I/O。
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- eagle我根据我们自己实际应用中遇到的情况,试着回复一下两个问题: 安小依 的问题,df -h 显示占用100%,而关闭应用程序后,再次df -h是85%,这一般是因为该应用程序还有指向已删除文件的文件指针没有关闭,典型的比如日志文件,虽然在操作系统中用rm命令删除了,在相应的目录中已经没有该文件了,但如果应用中还有对应的文件指针没有关闭,则实际硬盘空间还不会释放,而应用程序被关闭时,实际空间才会释放。问题中更像是有些apk文件或处理后文件的文件指针没有释放。这种情况也可以通过 lsof | grep deleted 来找到这些文件。 lvy的out of memory的问题,可以先用free或top看一下可用内存是否确实没有了,如果确实是没有内存了,那再去研究内存的问题;还有一种常见情况,内存是充足的,文件描述符的个数或进程数达到上限了,那就得调整 ulimit,可以通过 ulimit -a (注意要用php的用户)来查看,关注open files和max user processes,这两个默认很小,1k和4k,建议调整到加两个0.
作者回复: 谢谢😊
421 - MaxwellWindows和linux有很大区别吧?如果想深入了解windows,有什么可以推荐的书吗?
作者回复: Windows书籍最推荐的是《Windows Internals 7th edition》
8 - ninuxer打卡day33 感恩作者带来的分享,提前祝新年快乐!
作者回复: 新年快乐!
28 - Ivy老师您好,我最近在生产环境遇到一个问题,centos7频繁报错tcp out of memory ,访问页面时css文件响应头200,但是响应正文为空,我猜测就是因为tcp问题,有时候又能正常返回,每次重启php fpm就能解决问题,cat /proc/net/sockstat 的时候tcp 行mem值在fpm重启前后差距很大,同时tw状态的连接也很多,alloc也很大,我该怎么去找原因?能看到每个tw状态的连接占用多少tcp 内存吗?或者怎么查询php fpm为何没有释放tcp内存?
作者回复: 可以考虑调整 tcp_max_tw_buckets、ip_conntrack_max、ip_conntrack 这些内核选项
6 - 没有昵称我觉得同步异步io的提问者并不是想要理解字面意思,而是想要了解内部的工作模式,之前看过一篇文章讲解的比较好,把io分成了几个阶段,不同类型的io每个阶段都干了什么,回头再找下
作者回复: 欢迎分享一下链接
32 - LA老师,看了您的文章,有个问题一直在困扰这我。文章所说进程不可中断状态有可能是因为等待io响应,那这里的等待io响应包括等待从套接字读取数据么?如果是包括的话对于阻塞io来讲岂不是只要有阻塞进程就一直处在不可中断状态,从而无法被kill信号杀掉?
作者回复: 不包括套接字
2 - allan原文:DataService 停止后,bi iowait 都降到0,说明此时的所有数据都已经在系统的缓存中了。 这里所有数据指的是 数据库文件 中的数据 是吗?不包括索引。
作者回复: 嗯,数据库文件
2 - Leon📷老师,读文件系统的内容不会引起buffer升高吧,读块设备会引起,我做了文章的实验发现 r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 1 0 0 1620788 0 431512 0 0 348 70 415 585 2 4 94 0 0 0 0 0 1618488 0 431948 0 0 480 0 1605 2056 1 4 96 0 0 0 0 0 1619524 0 431788 0 0 16 0 1157 1674 1 2 97 0 0 2 0 0 1499696 0 548464 0 0 116905 281 5084 7062 3 14 82 1 0 2 0 0 1495664 0 552444 0 0 4964 125 2996 4413 2 6 92 0 0 2 0 0 1329960 0 646564 0 0 34028 0 8495 10589 21 24 53 1 0 2 0 0 1152440 0 769524 0 0 142805 206 13584 16541 19 32 48 1 0 3 0 0 1112028 0 783200 0 0 44753 86 14794 20490 19 23 57 0 0 0 0 0 1050900 0 809624 0 0 36540 0 8927 13517 5 20 75 0 0 0 0 0 1050892 0 809636 0 0 0 0 1277 1879 1 2 97 0 0 0 0 0 1050632 0 809644 0 0 0 0 1344 1953 1 2 97 0 0 buffer并没有升高
作者回复: 是的,读文件内容的时候不会的。文中指的是执行 find 命令查找文件的情景
2 - 安小依老师,今天遇见了一个问题: 系统使用 df -h 显示磁盘占用100%了,而且应用程序(这是一个不停下载 apk 文件、解压缩并分析 apk文件的应用程序)在命令行也提示磁盘空间不足了。但是,关闭应用程序后,再次 df-h 统计,却发现这次磁盘占用是 85%,释放了 15%大约150G 的空间…能大概推测出来为什么关闭应用后,磁盘空间突然多了的原因吗?
作者回复: 解压缩很可疑,有没有看看这些apk解压后的大小?
21 - 马殿军老师好,请教:目录项缓存在cache中,索引节点缓存在buffer中,这是对的吗? 还是二者都在buffer中?
作者回复: 不是,buffer只是磁盘的缓存,其他都可以认为是cache
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