同步 I/O 是否使线程忙碌？
Does Synchronous I/O keeps thread busy?
假设我正在同步 I/O 套接字上执行 I/O，它已准备好进行 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中被阻塞。但是我不清楚以下事情 -
- 实际转移发生在什么时候？当套接字被标记为准备读取时，数据是否已经存在于内存中，或者数据是否会在调用
read 命令时传输？是否取决于socket的家庭？
如果在read命令期间执行数据传输，是否意味着调用线程会很忙，延迟将取决于套接字硬件？
更新：
对于套接字硬件我错了，我在考虑底层的实际数据传输。我知道 Socket 不是问题，只是 OS 中的一个实体，表示适合通信的文件描述符。
跟进问题 - 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负责在套接字的另一端传输数据？如果是，那么套接字的异步 io 与同步 io 有何不同？
一般来说，您可以将套接字I/O视为一个二级缓冲系统。在你的应用程序中有缓冲区，然后是内核缓冲区。因此，当您调用 read() 时，内核会将数据从内核缓冲区复制到您的应用程序缓冲区。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。这个 I/O 通常是 AFAIK DMA-driven，这意味着内核只需要告诉 NIC 要做什么，而 NIC 负责实际的数据传输。当 NIC 完成时，它将引发中断（或者对于高 IO 速率，中断被禁用并且内核改为轮询），导致接收到中断的 CPU 内核停止执行它正在执行的任何事情（用户代码，内核代码（除非中断被禁用，在这种情况下中断将被排队））并执行中断处理程序，然后处理其他需要完成的步骤。
因此，为了回答您的 follow-up 问题，通常在内核端没有单独的内核线程处理套接字 I/O，工作由 NIC 硬件和中断上下文完成。
对于异步 I/O，或者说 non-blocking I/O，唯一的区别是如何从用户应用程序缓冲区和内核缓冲区进行复制。对于 non-blocking 读取，只有准备好并在内核缓冲区中等待的数据被复制到用户 space （这可能导致读取时间短），或者如果没有数据准备好， read()立即使用 EAGAIN 调用 returns。类似地，对于 non-blocking write()，它只复制内核缓冲区中可用 space 的数据，这可能导致短写，或者如果没有 space完全可用，返回 EAGAIN。对于阻塞 read()，如果没有可用数据，调用将阻塞直到有数据为止，而对于阻塞 write()，如果内核缓冲区已满，它将阻塞直到有一些 space可用。
假设我正在同步 I/O 套接字上执行 I/O，它已准备好进行 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中被阻塞。但是我不清楚以下事情 -
- 实际转移发生在什么时候？当套接字被标记为准备读取时，数据是否已经存在于内存中，或者数据是否会在调用
read命令时传输？是否取决于socket的家庭？ 如果在read命令期间执行数据传输，是否意味着调用线程会很忙，延迟将取决于套接字硬件？
更新：
对于套接字硬件我错了，我在考虑底层的实际数据传输。我知道 Socket 不是问题，只是 OS 中的一个实体，表示适合通信的文件描述符。
跟进问题 - 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负责在套接字的另一端传输数据？如果是，那么套接字的异步 io 与同步 io 有何不同？
一般来说，您可以将套接字I/O视为一个二级缓冲系统。在你的应用程序中有缓冲区，然后是内核缓冲区。因此，当您调用 read() 时，内核会将数据从内核缓冲区复制到您的应用程序缓冲区。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。这个 I/O 通常是 AFAIK DMA-driven，这意味着内核只需要告诉 NIC 要做什么，而 NIC 负责实际的数据传输。当 NIC 完成时，它将引发中断（或者对于高 IO 速率，中断被禁用并且内核改为轮询），导致接收到中断的 CPU 内核停止执行它正在执行的任何事情（用户代码，内核代码（除非中断被禁用，在这种情况下中断将被排队））并执行中断处理程序，然后处理其他需要完成的步骤。
因此，为了回答您的 follow-up 问题，通常在内核端没有单独的内核线程处理套接字 I/O，工作由 NIC 硬件和中断上下文完成。
对于异步 I/O，或者说 non-blocking I/O，唯一的区别是如何从用户应用程序缓冲区和内核缓冲区进行复制。对于 non-blocking 读取，只有准备好并在内核缓冲区中等待的数据被复制到用户 space （这可能导致读取时间短），或者如果没有数据准备好， read()立即使用 EAGAIN 调用 returns。类似地，对于 non-blocking write()，它只复制内核缓冲区中可用 space 的数据，这可能导致短写，或者如果没有 space完全可用，返回 EAGAIN。对于阻塞 read()，如果没有可用数据，调用将阻塞直到有数据为止，而对于阻塞 write()，如果内核缓冲区已满，它将阻塞直到有一些 space可用。