多线程——同步-异步-阻塞-非阻塞

Posted 2022-12-04 小兀哥

    呵呵，好久没写博客了，今天让我们来回顾一下多线程的一些基础知识。

一、同步和异步

1、同步（synchronous）

    所谓同步，就是在让请求别人做一件事情时，在没有得到最终结果之前，就需要耐心等待，不能做其他事情，直到结果出来后，才会结束。

2、异步（asynchronous）

    所谓异步，就是在让请求别人做一件事情时，不需要关心正在结果，直接告诉你一个情况（例如，他接收到了），当这件事情有结果时，他会通过回调通知你最终事情的结果。

3、比较

二、阻塞与非阻塞

1、阻塞（Blocking）

    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。

2、非阻塞（Non-Blocking）

    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。

3、比较

    同步和异步关注的是消息通信机制。
    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。

4、例子

同步与异步

    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。

阻塞与非阻塞

    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。

    注： 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。

三 、混合

1、组合

______阻塞__________非阻塞_
同步 | 同步阻塞 同步非阻塞
异步 | 异步阻塞 异步非阻塞

2、模型

    阻塞式I/O模型：默认情况下，所有套接字都是阻塞的。怎么理解？先理解这么个流程，一个输入操作通常包括两个不同阶段：（1）等待数据准备好；（2）从内核向进程复制数据。对于一个套接字上的输入操作，第一步通常涉及等待数据从网络中到达。当所有等待分组到达时，它被复制到内核中的某个缓冲区。第二步就是把数据从内核缓冲区复制到应用程序缓冲区。 好，下面我们以阻塞套接字的recvfrom的的调用图来说明阻塞

    标红的这部分过程就是阻塞，直到阻塞结束recvfrom才能返回。

    非阻塞式I/O： 以下这句话很重要：进程把一个套接字设置成非阻塞是在通知内核，当所请求的I/O操作非得把本进程投入睡眠才能完成时，不要把进程投入睡眠，而是返回一个错误。看看非阻塞的套接字的recvfrom操作如何进行

    可以看出recvfrom总是立即返回。

    I/O多路复用：虽然I/O多路复用的函数也是阻塞的，但是其与以上两种还是有不同的，I/O多路复用是阻塞在select，epoll这样的系统调用之上，而没有阻塞在真正的I/O系统调用如recvfrom之上。

    信号驱动式I/O：用的很少，就不做讲解了。

    异步I/O：这类函数的工作机制是告知内核启动某个操作，并让内核在整个操作（包括将数据从内核拷贝到用户空间）完成后通知我们。如图：

总结：

    总之，我们只要知道阻塞和非阻塞是做事情时的状态，是针对请求者来说的，而同步和异步是消息通信的机制，是针对被请求者来说的···········未完待续