socket.socket的阻塞和非阻塞IO模型详解

socket.socket是Python中用于创建和操作套接字(socket)的标准库模块。在网络编程中，套接字是用于在网络上进行通信的端点，它可以通过不同的IO模型来实现阻塞或非阻塞的IO操作。

阻塞IO模型是指程序在执行IO操作时会一直等待，直到数据就绪或超时才会返回结果。在阻塞模式下，调用socket的recv()方法会一直等待，直到接收到数据才会返回。如果没有数据到达，程序将一直阻塞在这里，无法进行其他操作。

下面是一个使用socket模块进行阻塞IO操作的示例：

import socket

def blocking_io_example():
    # 创建一个TCP套接字
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    # 连接到远程服务器
    sock.connect(('www.example.com', 80))
    
    # 发送HTTP请求
    sock.sendall(b'GET / HTTP/1.1\r
Host: www.example.com\r
\r
')
    
    # 接收服务器响应
    response = sock.recv(1024)
    
    # 处理响应数据
    print(response)
    
    # 关闭套接字
    sock.close()

if __name__ == '__main__':
    blocking_io_example()

上述代码中，程序在调用recv()方法时会一直等待，直到从服务器接收到响应数据才会继续执行后面的代码。这种阻塞IO模型在单线程环境下使用方便，但会导致程序无法同时处理多个连接或任务。

非阻塞IO模型是指程序在执行IO操作时会立即返回，无论数据是否就绪。如果数据没有就绪，recv()方法会立即返回一个错误码，程序可以继续进行其他操作。在非阻塞模式下，程序需要不断地轮询套接字状态，以检查是否有数据到达。

下面是一个使用socket模块进行非阻塞IO操作的示例：

import socket

def nonblocking_io_example():
    # 创建一个TCP套接字
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    # 设置为非阻塞模式
    sock.setblocking(False)
    
    try:
        # 连接到远程服务器
        sock.connect(('www.example.com', 80))
    except BlockingIOError:
        pass
    
    # 发送HTTP请求
    sock.sendall(b'GET / HTTP/1.1\r
Host: www.example.com\r
\r
')
    
    # 接收服务器响应
    response = b''
    while True:
        try:
            data = sock.recv(1024)
            if not data:
                break
            response += data
        except BlockingIOError:
            continue
    
    # 处理响应数据
    print(response)
    
    # 关闭套接字
    sock.close()

if __name__ == '__main__':
    nonblocking_io_example()

上述代码中，通过调用setblocking(False)将套接字设置为非阻塞模式。此后，尝试连接时会立即返回，无需等待。在接收数据时，通过不断轮询recv()方法的返回值来判断数据是否就绪，如果没有就绪则继续进行其他操作。

非阻塞IO模型可以提高程序的并发性能，可以同时处理多个连接或任务。但它需要程序不断轮询套接字状态，增加了程序实现的复杂度。

综上所述，阻塞IO模型在单线程环境下使用方便，适合简单的场景。非阻塞IO模型在多线程或多进程环境下使用更为广泛，可以提高程序的并发性能。具体选择哪种模型取决于具体的应用需求和编程环境。