降妖除魔 | 究竟什么是阻塞？
时间：2021-08-19 16:06:06
[导读]前言：很多词汇，不论对科班生还是非科班生，如果不知道底层原理，就永远是一个魔法词汇。这些魔法词汇一多，就会导致晕头转向。降妖除魔，就是要斩杀这些如妖魔鬼怪般的魔法词汇。问两个问题阻塞，是我们程序员口中常常提到的词。这个词，既熟悉，又陌生，熟悉到一提到它就倍感亲切，但一具体解释，就...
前言：很多词汇，不论对科班生还是非科班生，如果不知道底层原理，就永远是一个魔法词汇。这些魔法词汇一多，就会导致晕头转向。降妖除魔，就是要斩杀这些如妖魔鬼怪般的魔法词汇。
阻塞，是我们程序员口中常常提到的词。
这个词，既熟悉，又陌生，熟悉到一提到它就倍感亲切，但一具体解释，就迷迷糊糊。这个函数是阻塞的么？
写一段很简单的 java 代码
linux 的系统调用会注册到系统调用表（sys_call_table）中，通常是在前缀加一个 sys_。
问两个问题
阻塞，是我们程序员口中常常提到的词。
这个词，既熟悉，又陌生，熟悉到一提到它就倍感亲切，但一具体解释，就迷迷糊糊。这个函数是阻塞的么？
public void function() {
while(true){}
}如果你说不出来，那你再看看这个函数是阻塞的么？public void function() {
Thread.sleep(2000);
}为了搞清楚这个问题，我们就来一起追踪一下阻塞的本质，消灭阻塞这个魔法词汇。
从一段 Java 代码开始
写一段很简单的 java 代码从一段 Java 代码开始
import java.util.Scanner;
public class Zuse {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String line = scanner.nextLine();
System.out.println(line);
}
}运行这段代码发现，程序将会"阻塞"在 scanner.nextLine() 这一行代码，直到用户输入并且按下了回车键，程序才会继续往下走，打印我们输入的内容，并且结束。我们跟踪一下这一行代码的源码，九曲十八弯之后，终于跟踪到了一个不能再往下跟踪的 native 代码。private native int readBytes(byte b[], int off, int len) throws IOException;当然我们可以通过 openJDK 源码继续查下去，但我有点懒，怕翻车，这里用另一个巧妙的办法。由于我们知道这个代码一定最终会触发一次 linux 的 IO 操作相关的系统调用，所以我们用 strace 命令直接将其找到。strace -ff -e trace=desc java Zuse我们看到程序阻塞在了这里。read(0,当我们输入一个字符串 "hello" 并按下回车后，这个系统调用函数被补全。read(0, "hello\n", 8192)OK大功告成，触发 linux 的系统调用就是 read()这样，我们成功通过 strace 命令，直接跨越到了 linux 内核里，中间的调用过程，就不用瞎操心了。
来到 linux 内核
linux 的系统调用会注册到系统调用表（sys_call_table）中，通常是在前缀加一个 sys_。来到 linux 内核
fn_ptr sys_call_table[] = { sys_setup, sys_exit, sys_fork, sys_read,
sys_write, sys_open, sys_close, sys_waitpid, sys_creat, sys_link,
sys_unlink, sys_execve, sys_chdir, sys_time, sys_mknod, sys_chmod,
sys_chown, sys_break, sys_stat, sys_lseek, sys_getpid, sys_mount,
sys_umount, sys_setuid, sys_getuid, sys_stime, sys_ptrace, sys_alarm,
sys_fstat, sys_pause, sys_utime, sys_stty, sys_gtty, sys_access,
sys_nice, sys_ftime, sys_sync, sys_kill, sys_rename, sys_mkdir,
sys_rmdir, sys_dup, sys_pipe, sys_times, sys_prof, sys_brk, sys_setgid,
sys_getgid, sys_signal, sys_geteuid, sys_getegid, sys_acct, sys_phys,
sys_lock, sys_ioctl, sys_fcntl, sys_mpx, sys_setpgid, sys_ulimit,
sys_uname, sys_umask, sys_chroot, sys_ustat, sys_dup2, sys_getppid,
sys_getpgrp, sys_setsid, sys_sigaction, sys_sgetmask, sys_ssetmask,
sys_setreuid, sys_setregid
};所以我们就定位到 sys_read 函数，这个函数在 linux 内核源码的 read_write.c 文件中。int sys_read (unsigned int fd, char *buf, int count)
{
...
if (S_ISCHR (inode->i_mode))
return rw_char (...);
if (S_ISBLK (inode->i_mode))
return block_read (...);
...
}我们读取的是标准输入，属于字符型文件，走第一个分支。之后，要经过非常非常多的调用栈，我感觉是 linux 当中最繁琐的历程了，这个过程在我脑子里还是一片浆糊。具体可以看飞哥的《read一个字节实际发生了什么》，一行一行源码给你分析清楚，不过是以读取磁盘为例，和这个读取终端设备一样也要经历文件系统的层层折磨。由于我们只想知道阻塞的本质，所以，忽略中间这一大坨。跟到最后，发现一句关键代码，让我提起了精神。if (EMPTY (tty->secondary)) {
sleep_if_empty ( 
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