名词解释：同步、异步、阻塞和非阻塞

Posted 2023-04-04

谢谢！

同步1.同时起步，协调一致。 2.物理学名词。两个或几个随时间变化的量，在变化过程中保持一定的相对关系. 异步则反之..
阻塞 1.水流、交通等因被某物堵塞而不能通过。 2.闭塞不通。 3.使堵塞不通。用于抽象事物。 非阻塞则反之 参考技术A 同步方式指的是发送方不等接收方响应，便接着发下个数据包的通信方式；而异步指发送方发出数据后，等收到接收方发回的响应，才发下一个数据包的通信方式。
阻塞套接字是指执行此套接字的网络调用时，直到成功才返回，否则一直阻塞在此网络调用上，比如调用recv()函数读取网络缓冲区中的数据，如果没有数据到达，将一直挂在recv()这个函数调用上，直到读到一些数据，此函数调用才返回；而非阻塞套接字是指执行此套接字的网络调用时，不管是否执行成功，都立即返回。比如调用recv()函数读取网络缓冲区中数据，不管是否读到数据都立即返回，而不会一直挂在此函数调用上。在实际Windows网络通信软件开发中，异步非阻塞套接字是用的最多的。平常所说的C/S（客户端/服务器）结构的软件就是异步非阻塞模式的。
对于这些概念，初学者的理解也许只能似是而非，我将用一个最简单的例子说明异步非阻塞Socket的基本原理和工作机制。目的是让初学者不仅对Socket异步非阻塞的概念有个非常透彻的理解，而且也给他们提供一个用Socket开发网络通信应用程序的快速入门方法。操作系统是Windows 98（或NT4.0），开发工具是Visual C++6.0。
MFC提供了一个异步类CAsyncSocket，它封装了异步、非阻塞Socket的基本功能，用它做常用的网络通信软件很方便。但它屏蔽了Socket的异步、非阻塞等概念，开发人员无需了解异步、非阻塞Socket的原理和工作机制。因此，建议初学者学习编网络通信程序时，暂且不要用MFC提供的类，而先用Winsock2 API，这样有助于对异步、非阻塞Socket编程机制的理解。
为了简单起见，服务器端和客户端的应用程序均是基于MFC的标准对话框，网络通信部分基于Winsock2 API实现。
先做服务器端应用程序。
用MFC向导做一个基于对话框的应用程序SocketSever，注意第三步中不要选上Windwos Sockets选项。在做好工程后，创建一个SeverSock，将它设置为异步非阻塞模式，并为它注册各种网络异步事件，然后与自定义的网络异步事件联系上，最后还要将它设置为监听模式。在自定义的网络异步事件的回调函数中，你可以得到各种网络异步事件，根据它们的类型，做不同的处理。下面将详细介绍如何编写相关代码。
在SocketSeverDlg.h文件的类定义之前增加如下定义：
#define NETWORK_EVENT WM_USER+166 file://定义网络事件

SOCKET ServerSock; file://服务器端Socket
在类定义中增加如下定义：
class CSocketSeverDlg : CDialog

…
public:
SOCKET ClientSock[CLNT_MAX_NUM]; file://存储与客户端通信的Socket的数组

/*各种网络异步事件的处理函数*/
void OnClose(SOCKET CurSock); file://对端Socket断开
void OnSend(SOCKET CurSock); file://发送网络数据包
void OnReceive(SOCKET CurSock); file://网络数据包到达
void OnAccept(SOCKET CurSock); file://客户端连接请求

BOOL InitNetwork(); file://初始化网络函数
void OnNetEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam); file://异步事件回调函数
…
;

在SocketSeverDlg.cpp文件中增加消息映射，其中OnNetEvent是异步事件回调函数名：
ON_MESSAGE(NETWORK_EVENT,OnNetEvent)
定义初始化网络函数，在SocketSeverDlg.cpp文件的OnInitDialog（）中调此函数即可。
BOOL CSocketSeverDlg::InitNetwork()

WSADATA wsaData;

file://初始化TCP协议
BOOL ret = WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
if(ret != 0)

MessageBox("初始化网络协议失败!");
return FALSE;


file://创建服务器端套接字
ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(ServerSock == INVALID_SOCKET)

MessageBox("创建套接字失败!");
closesocket(ServerSock);
WSACleanup();
return FALSE;


file://绑定到本地一个端口上
sockaddr_in localaddr;
localaddr.sin_family = AF_INET;
localaddr.sin_port = htons(8888); file://端口号不要与其他应用程序冲突
localaddr.sin_addr.s_addr = 0;
if(bind(ServerSock ,(struct sockaddr*)&localaddr,sizeof(sockaddr))
= = SOCKET_ERROR)

MessageBox("绑定地址失败!");
closesocket(ServerSock);
WSACleanup();
return FALSE;


file://将SeverSock设置为异步非阻塞模式，并为它注册各种网络异步事件，其 中 m_hWnd
file://为应用程序的主对话框或主窗口的句柄
if(WSAAsyncSelect(ServerSock, m_hWnd, NETWORK_EVENT,
FD_ACCEPT | FD_CLOSE | FD_READ | FD_WRITE) == SOCKET_ERROR)

MessageBox("注册网络异步事件失败!");
WSACleanup();
return FALSE;

listen(ServerSock, 5); file://设置侦听模式
return TRUE;


下面定义网络异步事件的回调函数
void CSocketSeverDlg::OnNetEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

file://调用Winsock API函数，得到网络事件类型
int iEvent = WSAGETSELECTEVENT(lParam);

file://调用Winsock API函数，得到发生此事件的客户端套接字
SOCKET CurSock= (SOCKET)wParam;

switch(iEvent)

case FD_ACCEPT: file://客户端连接请求事件
OnAccept(CurSock);
break;
case FD_CLOSE: file://客户端断开事件:
OnClose(CurSock);
break;
case FD_READ: file://网络数据包到达事件
OnReceive(CurSock);
break;
case FD_WRITE: file://发送网络数据事件
OnSend(CurSock);
break;
default: break;



以下是发生在相应Socket上的各种网络异步事件的处理函数，其中OnAccept传进来的参数是服务器端创建的套接字，OnClose()、OnReceive()和OnSend()传进来的参数均是服务器端在接受客户端连接时新创建的用与此客户端通信的Socket。
void CSocketSeverDlg::OnAccept(SOCKET CurSock)

file://接受连接请求，并保存与发起连接请求的客户端进行通信Socket
file://为新的socket注册异步事件，注意没有Accept事件


void CSocketSeverDlg::OnClose(SOCET CurSock)

file://结束与相应的客户端的通信，释放相应资源


void CSocketSeverDlg::OnSend(SOCET CurSock)

file://在给客户端发数据时做相关预处理


void CSocketSeverDlg::OnReceive(SOCET CurSock)

file://读出网络缓冲区中的数据包


用同样的方法建立一个客户端应用程序。初始化网络部分，不需要将套接字设置为监听模式。注册异步事件时，没有FD_ACCEPT，但增加了FD_CONNECT事件，因此没有OnAccept()函数，但增加了OnConnect()函数。向服务器发出连接请求时，使用connect()函数，连接成功后，会响应到OnConnect()函数中。下面是OnConnect()函数的定义，传进来的参数是客户端Socket和服务器端发回来的连接是否成功的标志。
void CSocketClntDlg::OnConnect(SOCKET CurSock, int error)

if(0 = = error)

if(CurSock = = ClntSock)
MessageBox("连接服务器成功!");


定义OnReceive()函数，处理网络数据到达事件;
定义OnSend()函数，处理发送网络数据事件;
定义OnClose()函数，处理服务器的关闭事件。Top本回答被提问者和网友采纳

同步和异步以及阻塞和非阻塞

同步、异步：

概念：消息的通知机制

解释：涉及到IO通知机制；

所谓同步，就是发起调用后，被调用者处理消息，必须等处理完才直接返回结果，没处理完之前是不返回的，调用者主动等待结果；

所谓异步，就是发起调用后，被调用者直接返回，但是并没有返回结果，等处理完消息后，通过状态、通知或者回调函数来通知调用者，调用者被动接收结果。

阻塞、非阻塞：
概念：程序等待调用结果时的状态
解释：涉及到CPU线程调度；

所谓阻塞，就是调用结果返回之前，该执行线程会被挂起，不释放CPU执行权，线程不能做其它事情，只能等待，只有等到调用结果返回了，才能接着往下执行；

所谓非阻塞，就是在没有获取调用结果时，不是一直等待，线程可以往下执行，如果是同步的，通过轮询的方式检查有没有调用结果返回，如果是异步的，会通知回调。

经典故事案例：
人物：老张
道具：普通水壶（水烧开不响）；响水壶（水烧开发出响声）
案例：
                       1、同步阻塞：
                             老张在厨房用普通水壶烧水，一直在厨房等着（阻塞），盯到水烧开（同步）；
                       2、异步阻塞：
                             老张在厨房用响水壶烧水，一直在厨房中等着（阻塞），直到水壶发出响声（异步），老张知道水烧开了；
                       3、同步非阻塞：
                             老张在厨房用普通水壶烧水，在烧水过程中，就到客厅去看电视（非阻塞），然后时不时去厨房看看水烧开了没--（轮询检查同步结果）；
                       4、异步非阻塞：
                             老张在厨房用响水壶烧水，在烧水过程中，就到客厅去看电视（非阻塞），当水壶发出响声（异步），老张就知道--水烧开了。

 

注意：
         1、通常的IO、NIO操作，都是同步的；
         2、JDK1.7提供了AIO异步操作的类，如AsynchronousSocketChannel、AsynchronousServerSocketChannel等；
               Java也可以通过多线程，在开启的线程中，通过回调方式，实现异步操作。