同步I / O是否会使线程繁忙？

Question

假设我正在同步I / O套接字上执行I / O，该套接字已准备好进行read或write操作。这意味着无论套接字的非阻塞（SOCK_NONBLOCK）/阻塞性质如何，调用线程都不会在操作上被阻塞。但是我不清楚以下事情-

1. 何时进行实际转移？将套接字标记为可以读取时，内存中是否已经存在数据？或者在调用read命令时传输数据吗？它是否取决于socket的家庭？
2. 如果在read命令期间执行了数据传输，是否意味着调用线程将繁忙并且延迟取决于套接字硬件？

更新：

使用套接字硬件时，我错了，我在考虑下面的实际数据传输。我知道套接字不是问题，而只是OS中的一个实体，它表示适合通信的文件描述符。

后续问题-这也意味着在write期间，调用线程将数据写入内存。是否有一个内核线程将负责在套接字的另一侧传输数据？如果是，那么套接字的异步io与同步io有何不同？

Answer 1

通常，您可以将套接字I / O视为两级缓冲系统。您的应用程序中有缓冲区，然后有内核缓冲区。因此，当您调用read（）时，内核会将数据从内核缓冲区复制到应用程序缓冲区。相应地，当您调用write（）时，您正在将数据从应用程序缓冲区复制到内核缓冲区。

然后，内核告诉NIC将传入数据写入内核缓冲区，并从内核缓冲区读取传出数据。该I / O通常是由DMA驱动的AFAIK，这意味着内核只需要告诉NIC该做什么，而NIC负责实际的数据传输。当NIC完成时，它将引发一个中断（或者，对于高IO速率，将禁用中断，而是由内核轮询），从而导致接收到该中断的CPU内核停止执行正在执行的任何操作（用户代码，内核代码） （除非禁用了中断，否则将在队列中排队）），然后执行中断处理程序，该处理程序将负责其他需要完成的步骤。

因此，为回答您的后续问题，通常在内核侧没有单独的内核线程处理套接字I / O，工作由NIC硬件并在中断上下文中完成。

对于异步I / O或更确切地说是非阻塞I / O，唯一的区别是如何完成从用户应用程序缓冲区和内核缓冲区的复制。对于非阻塞读取，仅将内核缓冲区中准备好并等待的数据复制到用户空间（这可能会导致短读取），或者如果没有数据准备好，则read（）调用将立即使用EAGAIN返回。同样，对于非阻塞write（），它仅复制与内核缓冲区中可用空间一样多的数据，这可能会导致写入时间短，或者如果根本没有可用空间，则使用EAGAIN返回。对于阻塞read（），如果没有可用数据，则调用将一直阻塞，直到有可用数据为止；而对于阻塞write（），如果内核缓冲区已满，则它将进行阻塞，直到有可用空间为止。