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阻塞、非阻塞与同步、异步的区别,看过之后一定能懂

2015-09-08 15:32:51   作者:MangoCool   来源:网络收集

今天着重学习了关于阻塞、非阻塞与同步、异步的区别,开始我理解也很模糊,不过经过一番努力的查阅网络资料,算是明白了,这篇文章中没有加入我的任何理解,只不过是将几篇优秀的文章根据其理解的通俗程度做了一下排序,这几篇文章都很优秀,相信看过之后一定能懂。



A篇:

老张爱喝茶,废话不说,煮开水。

出场人物:老张,水壶两把(普通水壶,简称水壶;会响的水壶,简称响水壶)。

1 老张把水壶放到火上,立等水开。(同步阻塞)

//老张觉得自己有点傻

2 老张把水壶放到火上,去客厅看电视,时不时去厨房看看水开没有。(同步非阻塞)

//老张还是觉得自己有点傻,于是变高端了,买了把会响笛的那种水壶。水开之后,能大声发出嘀~~~~的噪音。

3 老张把响水壶放到火上,立等水开。(异步阻塞)

//老张觉得这样傻等意义不大

4 老张把响水壶放到火上,去客厅看电视,水壶响之前不再去看它了,响了再去拿壶。(异步非阻塞)

//老张觉得自己聪明了


所谓同步异步,只是对于水壶而言。

普通水壶,同步;响水壶,异步。

虽然都能干活,但响水壶可以在自己完工之后,提示老张水开了。这是普通水壶所不能及的。

同步只能让调用者去轮询自己(情况2中),造成老张效率的低下。

所谓阻塞非阻塞,仅仅对于老张而言。

立等的老张,阻塞;看电视的老张,非阻塞。

情况1和情况3中老张就是阻塞的,媳妇喊他都不知道。虽然3中响水壶是异步的,可对于立等的老张没有太大的意义。所以一般异步是配合非阻塞使用的,这样才能发挥异步的效用。

喝了这杯茶之后相信你已经有了大致的了解,这会儿如果还有意犹未尽,当然我们可以再来点营养的靓汤,在概念上做些补充!



B篇:

“阻塞”与“非阻塞”与“同步”与“异步"不能简单的从字面理解,提供一个从分布式系统角度的回答。

1.同步与异步

同步和异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication)

所谓同步,就是在发出一个*调用*时,在没有得到结果之前,该*调用*就不返回。但是一旦调用返回,就得到返回值了。

换句话说,就是由*调用者*主动等待这个*调用*的结果。

而异步则是相反,*调用*在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果。

换句话说,当一个异步过程调用发出后,调用者不会立刻得到结果。而是在*调用*发出后,*被调用者*通过状态、通知来通知调用者,或通过回调函数处理这个调用。

典型的异步编程模型比如Node.js

举个通俗的例子:

你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,如果是同步通信机制,书店老板会说,你稍等,”我查一下",然后开始查啊查,等查好了(可能是5秒,也可能是一天)告诉你结果(返回结果)。

而异步通信机制,书店老板直接告诉你我查一下啊,查好了打电话给你,然后直接挂电话了(不返回结果)。然后查好了,他会主动打电话给你。在这里老板通过“回电”这种方式来回调。


2. 阻塞与非阻塞

阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果(消息,返回值)时的状态。

阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。

非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前,该调用不会阻塞当前线程。

还是上面的例子,

你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,你如果是阻塞式调用,你会一直把自己“挂起”,直到得到这本书有没有的结果。

如果是非阻塞式调用,你不管老板有没有告诉你,你自己先一边去玩了, 当然你也要偶尔过几分钟check一下老板有没有返回结果。

在这里阻塞与非阻塞与是否同步异步无关。跟老板通过什么方式回答你结果无关。

这个时候你肯定还没吃饱,加上你又不在减肥,那么我们来点实的,开饭咯!



C篇:

这里主要是针对其他网友的疑问做的补充和修改,考虑到需要在编程概念上更严谨一点。

阻塞、非阻塞表示下面买书过程中可能出现的状态,是从我这个单进程角度来看待这个买书这个问题。

同步异步表示一种协作方式,是从全局更高的角度 “进程之间合作的方式” 来看待买书这个业务。两个进程之间如果商量采用异步方式处理买书这一业务,就不存在阻塞这种状态。

A.概念

阻塞、非阻塞: 请求不能立即得到应答,需要等待,那就是阻塞;否则可以理解为非阻塞。

同步、异步: 某业务需要甲乙甚至多方合作的时候,

总是按照“甲方请求一次,乙方应答一次”这样的有序序列处理业务,只有当“一次请求一次应答”的过程结束才可以发生下一次的“一次请求一次应答”,那么就说他们采用的是同步。(同步IO中,对同一个描述符的操作必须是有序的)

如果甲方只要有需要,就会发送请求,不管上次请求有没有得到乙方应答。而乙方只要甲方有请求就会接受,不是等这次请求处理完毕再接受甲方新请求。这样请求应答分开的序列,就可以认为是异步。异步情况下,请求和应答不需要一致进行,可能甲方后请求的业务,却先得到乙方的应答。同步是线性的,而异步可以认为是并发的。(异步IO中,异步IO可以允许多方同时对同一个描述符发送IO请求,或者一次发多个请求,当然有机制保证如何区分这些请求,)

举个例子:

我去买一本书,立即买到了,或者没有就走了,这就是非阻塞;(编程中设置IO成非阻塞,返回后再去检查描述符,或者等待通知,然后再去读取。相当于老板告诉我可以先忙点别的,过一会再来问问,或者老板通知我。但期间这个窗口(文件描述符)别人是用不了的)("立即买到了"在IO中也需要等待,不能算非阻塞IO)

如果恰好书店没有,我就等一直等到书店有了这本书买到了才走,这就是阻塞;而排在我后面的人呢只有我买到了书后才能再买书了。

如果书店恰好没有,我就告诉书店老板,书来了告诉我一声让我来取或者直接送到我家,然后我就走了,去做别的事了,这就是异步。这时候如果很多人来买书,都是老板登记一下完事。 (从IO角度来说,“告诉我来取”,这个近似于信号驱动IO,不能算异步IO。必须书送到我家才算是异步,如果不送到我家,我想看这本书之前,终究还是需要我跑一趟)

前面两种情况,非阻塞和阻塞都可以称为同步。

反映在编程方面就是用户进程调用系统。(用户进程对应我,内核对应书店老板,书对应数据资源data,买书就是一个系统调用了,其中内核拷贝数据到进程这个过程近似于老板送书到我手中)。

B. 在同步异步IO概念中,

同步异步的不同在于,针对同一个描述符上的IO操作,从IO操作发起到得到IO结果这个过程而言,总是按照“发起请求,得到结果”这个有序序列进行的,这样便有了最小的等待这种情况:读取时,确知IO有数据,但需要等待内核拷贝数据到进程空间。这个最小情况的等待,同步IO都有。

unix网络编程中将IO模型分为5类:阻塞IO,非阻塞IO,IO复用,信号驱动,异步IO。

阻塞IO就是那种recv, read,一直等,等到有了数据才返回;

非阻塞IO就是立即返回,设置描述符为非阻塞,但是要进程自己一直检查是否可读;

IO复用其实也是阻塞的,不过可以用来等很多描述符,比起阻塞有了进步,可以算有点异步了,但需要阻塞着检查是否可读。对同一个描述符的IO操作也是有序的。

信号驱动采用信号机制等待,有了更多的进步,不用监视描述符了,而且不用阻塞着等待数据到来,被动等待信号通知,由信号处理程序处理。但对同一个描述符的IO操作还是有序的。

异步IO就是发送IO请求后,不用等了,也不再需要发送IO请求获取结果了。等到通知后,其实是系统帮你把数据读取好了的,你等到的通知也不再是要求你去读写IO了,而是告诉你IO请求过程已经结束了。你要做的就是可以处理数据了。且同一个描述符上可能同时存在很多请求。(对应上面那个买书例子中,就是送书到我家,我直接看书就行了,不需要再去跑一趟了)。

其中IO复用和信号驱动,在处理业务逻辑上可以说有异步,但在IO操作层面上来说还是同步的。

POSIX严格定义的异步IO是要求没有任何一点阻塞,而上述的前面四个(阻塞IO,非阻塞IO,IO复用,信号驱动)都不同程度阻塞了,而且都有一个共同的阻塞: 内核拷贝数据到进程空间的这段时间需要等待。

好大的胃口啊,居然你可以看到这里来,不由让我想起了小小的潘长江演的大胃王了!



D篇:

如果还想了解,可以看看这篇文章:http://yaocoder.blog.51cto.com/2668309/1308899

恭喜你,你已经完全搞懂了,不为别的,就为每天进步一小点!永不止步!

标签: 阻塞 非阻塞 同步 异步

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