聊聊同步异步、阻塞非阻塞

背景

很多人在同步异步、阻塞非阻塞这2组概念上不能讲的很清楚，而且网络上也有几种完全不同的看法，总之这个部分有不少争议。

笔者也在这部分困惑过，花了一些时间去弄透这个问题，以下是个人理解的一些总结。希望能帮到大家。

1. 通用概念

例子：”我”烧水(注意：这里的主语是”我”，也就是我们讨论的who)

1.1. 同步异步

1.1.1. 例子

关注点：是否需要”我主动”去看水烧开没(注意，”我”和”主动”这两个词)

同步：“我”要主动看水烧开没

异步：不需要”我”主动去看水烧开，水壶响了通知”我”

1.1.2. 概念

抽象概念：事情执行者对事情结果的获取机制（who：事情执行者）

同步：事情执行者主动获取事情结果

异步：事情执行者被动获取事情结果

1.2. 阻塞非阻塞

1.2.1. 例子

关注点：水烧开前，”我”能不能去做其他事情

阻塞：

水没烧开，我一直等着（全程阻塞）

我去干其他事情了，但是隔一会儿来看一次水烧开没（来看的时候阻塞）

非阻塞：

水没烧开，”我”去拖地了,拖完地又看了会儿电视

1.2.2. 概念

抽象概念：事情执行者得到事情结果前能不能去做其他事情（who：事情执行者）

阻塞：事情执行者得到结果前不能去做其他事情

非阻塞：事情执行者得到结果前可以去做其他事情

1.3. 总结

同步一定是会发生阻塞的，只是阻塞的时间长短问题。

我主动看水烧开（同步），水烧开前我一直等着（阻塞）：全程阻塞

我主动看水烧开（同步），隔一会儿来看水烧开（看的过程是阻塞）：局部阻塞

异步一定是非阻塞的：

不需要我主动去看水烧开（异步），烧水过程中我可以去做任何事情（非阻塞）。

2. 网络编程层面

网络编程层面主要涉及的就是IO，所以，这里主要讲IO。这块儿其实在《UNIX网络编程卷1 第6章 IO复用》中讲的非常清楚了，建议大家看一下，我引用其中的一些关键点。具体的可以找书去看。

2.1. POSIX定义

同步I/O操作：导致请求进程阻塞，直到I/O操作完成；

异步I/O操作：不导致请求进程阻塞。

2.2. IO模型

根据POXIX的定义，下面图中的五种IO模型，其实前四种都是同步IO。

2.3. 总结

注意：这里的who是进程

2.3.1. 同步IO

进程主动查看关心的IO事件是否就绪，就绪时再执行相关操作

注意：进程的阻塞发生在select/epoll/poll等待事件时

进程主动执行读写

注意：进程的阻塞发生在数据未到达（设备未收到数据），或者未就绪（内核空间和用户空间的数据copy未完成）

2.3.2. 异步IO

异步IO是需要底层操作系统内核做支持的，比如linux的AIO， windows的IOCP。

进程不用主动去查看关心的IO事件，只需要把关心的IO事件、数据buffer以及要绑定的回调函数或者signal直接告诉内核，内核发现IO时间就绪时，直接调用回调函数或者发送绑定的signal

注意：IO事件相关的数据，由内核直接将数据copy到用户空间（异步读），或者从用户空间copy至内核空间（异步写）

进程被动执行数据操作

注意：进程收到内核通知后，在1中绑定的数据buffer里就已经有数据了，进程直接对数据进行相关处理即可。