如何使用单个线程在TCP上实现全双工通道？

Question

我正在编写的网络库需要通过TCP套接字发送和接收消息。可以随时发送或接收消息，即应作为全双工通道。

我能够使用两个线程来实现这样的场景：主线程调用send（）和一个主要在recv（）调用时阻塞的专用线程。

我的问题是：是否可以使用单个线程实现相同的方案？即通过注册一些回调函数？

作为旁注：我需要在C ++，Java和Python中实现这个场景。

Answer 1

是的，有可能。您需要使用允许多路复用I / O的API。在C / C ++和Python下，您可以使用select（）和非阻塞I / O，因此您阻止的唯一网络调用是select（）。还有poll（）和epoll（）以及许多其他类似的API，它们可以实现相同的效果，具有不同程度的效率和可移植性。 Java也有non-blocking I/O APIs。

另一种可能性是使用异步I / O，您可以告诉操作系统启动I / O事务，并通知您（通过某种机制）何时完成操作。然而，我不熟悉那种网络编程风格，所以我不会试图提供细节。

Answer 2

通常，库会通过在应用程序的主循环/事件循环中提供接口来实现此目的。

例如，大多数使用单线程网络的应用程序都会有一个主循环，阻塞select()，poll()或类似。您的库只返回应用程序应在其select() / poll()调用中包含的文件描述符，以及应用程序在该文件描述符可读时应调用的回调函数。