同步，异步，阻塞和非阻塞的区别

Question

如题所述

Answer 1

首先来解释同步和异步的概念,这两个概念与消息的通知机制有关.
举个例子,比如我去银行办理业务,可能选择排队等候,也可能取一个小纸条上面有我的号码,等到排到我这一号时由柜台的人通知我轮到我去办理业务了.
前者(排队等候)就是同步等待消息,而后者(等待别人通知)就是异步等待消息.在异步消息处理中,等待消息者(在这个例子中就是等待办理业务的人)往往注册一个回调机制,在所等待的事件被触发时由触发机制(在这里是柜台的人)通过某种机制(在这里是写在小纸条上的号码)找到等待该事件的人.
而在实际的程序中,同步消息处理就好比简单的read/write操作,它们需要等待这两个操作成功才能返回;而异步处理机制就是类似于select/poll之类的多路复用IO操作,当所关注的消息被触发时,由消息触发机制通知触发对消息的处理.
其次再来解释一下阻塞和非阻塞,这两个概念与程序等待消息(无所谓同步或者异步)时的状态有关.
继续上面的那个例子,不论是排队还是使用号码等待通知,如果在这个等待的过程中,等待者除了等待消息之外不能做其它的事情,那么该机制就是阻塞的,表现在程序中,也就是该程序一直阻塞在该函数调用处不能继续往下执行.相反,有的人喜欢在银行办理这些业务的时候一边打打电话发发短信一边等待,这样的状态就是非阻塞的,因为他(等待者)没有阻塞在这个消息通知上,而是一边做自己的事情一边等待.但是需要注意了,第一种同步非阻塞形式实际上是效率低下的,想象一下你一边打着电话一边还需要抬头看到底队伍排到你了没有,如果把打电话和观察排队的位置看成是程序的两个操作的话,这个程序需要在这两种不同的行为之间来回的切换,效率可想而知是低下的;而后者,异步非阻塞形式却没有这样的问题,因为打电话是你(等待者)的事情,而通知你则是柜台(消息触发机制)的事情,程序没有在两种不同的操作中来回切换.
很多人会把同步和阻塞混淆,我想是因为很多时候同步操作会以阻塞的形式表现出来,比如很多人会写阻塞的read/write操作,但是别忘了可以对fd设置O_NONBLOCK标志位,这样就可以将同步操作变成非阻塞的了;同样的,很多人也会把异步和非阻塞混淆,因为异步操作一般都不会在真正的IO操作处被阻塞,比如如果用select函数,当select返回可读时再去read一般都不会被阻塞,就好比当你的号码排到时一般都是在你之前已经没有人了,所以你再去柜台办理业务就不会被阻塞.

Answer 2

一、概念
异步：某个事情需要10s完成。而我只需要调用某个函数告诉xxx来帮我做（然后我再干其他的事情）
同步：某个事情需要10s完成，我需要一直等它完成（等10s），再能继续后面的工作。
阻塞：做某件事情，直到完成，除非超时
非阻塞：尝试做，如果不能做，就不做（直接返回），如果能做，就做。

前两者和后两者不容易区分，不过前两者更多的有涉及到多线程交互（消息）的场景。

二、举个例子

小李喝了想喝水，于是去煮开水。
1、小李把水壶放到炉子上，等待水烧开。（同步阻塞）
小李感觉这样太费时间。
2、小李把水壶放到炉子上，去客厅看电视，时不时去厨房看看水开没有。（同步非阻塞）
小李还是觉得自己这样太累，于是买了把会响笛的那种水壶。水开之后，能发出声音。
3、小李把响水壶放到炉子上，等待水壶发出声音。（异步阻塞）
觉得这样傻等意义不大
5、小李把响水壶放到炉子上，去客厅看电视，水壶响之前不再去看它了，响了再去拿壶。（异步非阻塞）
这样真好。

三、深入理解

阻塞就是 recv/read的时候 socket接收缓冲区要是有数据就读， 没数据我就一直睡觉赖着不走，直到有数据来了读完我才走。send/write的时候，要是发送缓冲区满了，没有空间继续发送了我也一直睡觉赖着不走，直到发送缓冲区腾出足够的空间让我把数据全部塞到发送缓冲区里我才走。（当然如果你通过setsockopt设置了读写超时，超时时间到了还是会返回-1和EAGAIN，不再睡觉等待）
非阻塞就是recv/read的时候，要是接收缓冲区有数据我就读完，没有数据我直接带着返回的-1和EGAIN走人，绝不睡觉等待耽误时间。write/send的时候， 要是发送缓冲区有足够的空间，就立刻把数据塞到发送缓冲区去，然后走人，如果发送缓存区满了，空间不足，那直接带着返回的-1和EAGAIN走人。

至于IO多路复用，首先要理解的是，操作系统为你提供了一个功能，当你的某个socket接收缓存区有数据可读，或者发送缓冲区有空间可写的时候，它可以给你一个通知。这样当配合非阻塞的socket使用时，只有当系统通知我哪个描述符可读了，我才去执行read操作，可以保证每次read都能读到有效数据而不做纯返回-1和EAGAIN的无用功。写操作类似。操作系统的这个功能通过select/poll/epoll之类的系统调用函数来使用，这些函数都可以同时监视多个描述符的读写就绪状况，这样，多个描述符的I/O操作都能在一个线程内完成，这就叫I/O多路复用，这里的“复用”指的是复用同一个线程。

至于事件驱动，其实是I/O多路复用的一个另外的称呼。本回答被网友采纳