一、阻塞非阻塞與同步異步的區(qū)別
同步和異步關(guān)注的是消息通信機制,所謂同步,就是在發(fā)出一個調(diào)用時,在沒有得到結(jié)果之前,該調(diào)用就不返回。但是一旦調(diào)用返回,就得到了返回值。換句話說,就是由調(diào)用者主動等待這個調(diào)用的結(jié)果。而異步則是相反,調(diào)用在發(fā)出之后,這個調(diào)用就直接返回了,所以沒有返回結(jié)果。實際結(jié)果由被調(diào)用者通過狀態(tài)、通知來通知調(diào)用者。
阻塞和非阻塞關(guān)注的程序在等待調(diào)用結(jié)果(消息、返回值)時的狀態(tài)。阻塞調(diào)用是指調(diào)用結(jié)果返回之前,當(dāng)前線程會被掛起。調(diào)用線程只有在得到結(jié)果之后才會返回。非阻塞調(diào)用指在不能立刻得到結(jié)果之前,該調(diào)用不會阻塞當(dāng)前線程。
我們需要明確一點,阻塞非阻塞與同步異步是兩個不同維度的概念,它們并不是對立的。阻塞非阻塞主要描述的是調(diào)用者和被調(diào)用者之間的關(guān)系,同步異步主要描述的是被調(diào)用者和結(jié)果之間的關(guān)系。我們可以用一個餐廳點餐的例子來類比:
假設(shè)你去了一個餐廳,你想點一份牛排。你有兩種方式來點餐:
方式一:你直接對服務(wù)員說你要牛排,然后等待服務(wù)員給你牛排。在這個過程中,你不能做其他事情,只能等待牛排。這就是阻塞方式。方式二:你給服務(wù)員一個號碼牌,然后對服務(wù)員說你要牛排,并告訴他把牛排做好后放在號碼牌對應(yīng)的位置。在這個過程中,你可以做其他事情,比如喝水、看書等。當(dāng)你想吃牛排時,你再去號碼牌對應(yīng)的位置取牛排。這就是非阻塞方式。從上面可以看出,阻塞非阻塞主要描述了你(調(diào)用者)和服務(wù)員(被調(diào)用者)之間是否需要等待對方。
接下來,我們再看同步異步的區(qū)別:
方式一:當(dāng)服務(wù)員給你牛排時,他會告訴你“您好,您點的牛排已經(jīng)做好了,請享用”。這就是同步方式。方式二:當(dāng)服務(wù)員把牛排放在號碼牌對應(yīng)的位置時,他不會告訴你任何信息。當(dāng)你去取牛排時,你才知道牛排已經(jīng)做好了。這就是異步方式。從上面可以看出,同步異步主要描述了服務(wù)員(被調(diào)用者)和結(jié)果(牛排)之間是否有通知機制。
綜合起來,我們可以得到四種組合:
阻塞+同步:服務(wù)員給我牛排,并告訴我“您好,您點的牛排已經(jīng)做好了,請享用”。阻塞+異步:不存在這種情況。非阻塞+同步:服務(wù)員把我的號碼放在顯示屏上,并告訴我“您好,請注意顯示屏上的號碼變化”。非阻塞+異步:服務(wù)員把我的號碼放在顯示屏上,并不告訴我任何信息。從編程角度來看,在操作系統(tǒng)中常見的例子有:
阻塞+同步:read函數(shù)讀取文件內(nèi)容時會一直等待文件內(nèi)容準(zhǔn)備好,并返回讀取結(jié)果。阻塞+異步:不存在這種情況。非阻塞+同步:select函數(shù)檢查文件描述符集合中是否有可讀寫或異常事件發(fā)生時會立即返回結(jié)果,并通知哪些文件描述符發(fā)生了事件。非阻塞+異步:signal函數(shù)注冊信號處理函數(shù)時會立即返回,并不通知信號何時發(fā)生。延伸閱讀1:什么是異步
異步(Asynchronous, async)是與同步(Synchronous, sync)相對的概念。在我們學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)單線程編程中,程序的運行是同步的(同步不意味著所有步驟同時運行,而是指步驟在一個控制流序列中按順序執(zhí)行)。而異步的概念則是不保證同步的概念,也就是說,一個異步過程的執(zhí)行將不再與原有的序列有順序關(guān)系。
代碼是自上而下同步執(zhí)行的,既后面的代碼必須等待前面的代碼執(zhí)行完才會執(zhí)行,而異步執(zhí)行則是將主線程中的某段代碼交由子線程去執(zhí)行,當(dāng)交給子線程后,主線程就會繼續(xù)執(zhí)行后面代碼,而不用等待子線程執(zhí)行完成,異步是程序語言并行執(zhí)行的一種手段,通常將耗時的任務(wù)交由子線程同時處理,從而提升整體任務(wù)耗時。