一、阻塞非阻塞與同步異步的區別
同步和異步關注的是消息通信機制,所謂同步,就是在發出一個調用時,在沒有得到結果之前,該調用就不返回。但是一旦調用返回,就得到了返回值。換句話說,就是由調用者主動等待這個調用的結果。而異步則是相反,調用在發出之后,這個調用就直接返回了,所以沒有返回結果。實際結果由被調用者通過狀態、通知來通知調用者。
阻塞和非阻塞關注的程序在等待調用結果(消息、返回值)時的狀態。阻塞調用是指調用結果返回之前,當前線程會被掛起。調用線程只有在得到結果之后才會返回。非阻塞調用指在不能立刻得到結果之前,該調用不會阻塞當前線程。
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用者和被調用者之間的關系,同步異步主要描述的是被調用者和結果之間的關系。我們可以用一個餐廳點餐的例子來類比:
假設你去了一個餐廳,你想點一份牛排。你有兩種方式來點餐:
方式一:你直接對服務員說你要牛排,然后等待服務員給你牛排。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:你給服務員一個號碼牌,然后對服務員說你要牛排,并告訴他把牛排做好后放在號碼牌對應的位置。在這個過程中,你可以做其他事情,比如喝水、看書等。當你想吃牛排時,你再去號碼牌對應的位置取牛排。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(調用者)和服務員(被調用者)之間是否需要等待對方。
接下來,我們再看同步異步的區別:
方式一:當服務員給你牛排時,他會告訴你“您好,您點的牛排已經做好了,請享用”。這就是同步方式。方式二:當服務員把牛排放在號碼牌對應的位置時,他不會告訴你任何信息。當你去取牛排時,你才知道牛排已經做好了。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員(被調用者)和結果(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:服務員給我牛排,并告訴我“您好,您點的牛排已經做好了,請享用”。阻塞+異步:不存在這種情況。非阻塞+同步:服務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,在操作系統中常見的例子有:
阻塞+同步:read函數讀取文件內容時會一直等待文件內容準備好,并返回讀取結果。阻塞+異步:不存在這種情況。非阻塞+同步:select函數檢查文件描述符集合中是否有可讀寫或異常事件發生時會立即返回結果,并通知哪些文件描述符發生了事件。非阻塞+異步:signal函數注冊信號處理函數時會立即返回,并不通知信號何時發生。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。在我們學習的傳統單線程編程中,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,一個異步過程的執行將不再與原有的序列有順序關系。
代碼是自上而下同步執行的,既后面的代碼必須等待前面的代碼執行完才會執行,而異步執行則是將主線程中的某段代碼交由子線程去執行,當交給子線程后,主線程就會繼續執行后面代碼,而不用等待子線程執行完成,異步是程序語言并行執行的一種手段,通常將耗時的任務交由子線程同時處理,從而提升整體任務耗時。