关于异步,同步,阻塞与非阻塞

如果你想吃一份宫保鸡丁盖饭:

同步阻塞:你到饭馆点餐,然后在那等着,还要一边喊:好了没啊!

同步非阻塞:在饭馆点完餐,就去遛狗了。不过溜一会儿,就回饭馆喊一声:好了没啊!

异步阻塞:遛狗的时候,接到饭馆电话,说饭做好了,让您亲自去拿。

异步非阻塞:饭馆打电话说,我们知道您的位置,一会给你送过来,安心遛狗就可以了。

在高性能的I/O设计中,有两个比较著名的模式Reactor和Proactor模式,其中Reactor模式用于同步I/O,而Proactor运用于异步I/O操作。

在比较这两个模式之前,我们首先的搞明白几个概念,什么是阻塞和非阻塞,什么是同步和异步,同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的,同步指的是用户进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否就绪,而异步是指用户进程触发IO操作以后便开始做自己的事情,而当IO操作已经完成的时候会得到IO完成的通知(异步的特点就是通知)。而阻塞和非阻塞是针对于进程在访问数据的时候,根据IO操作的就绪状态来采取的不同方式,说白了是一种读取或者写入操作函数的实现方式,阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待,而非阻塞方式下,读取或者写入函数会立即返回一个状态值。
一般来说I/O模型可以分为:同步阻塞,同步非阻塞,异步阻塞,异步非阻塞IO

同步阻塞IO:
在此种方式下,用户进程在发起一个IO操作以后,必须等待IO操作的完成,只有当真正完成了IO操作以后,用户进程才能运行。JAVA传统的IO模型属于此种方式!

同步非阻塞IO:
在此种方式下,用户进程发起一个IO操作以后边可返回做其它事情,但是用户进程需要时不时的询问IO操作是否就绪,这就要求用户进程不停的去询问,从而引入不必要的CPU资源浪费。其中目前JAVA的NIO就属于同步非阻塞IO。

异步阻塞IO:
此种方式下是指应用发起一个IO操作以后,不等待内核IO操作的完成,等内核完成IO操作以后会通知应用程序,这其实就是同步和异步最关键的区别,同步必须等待或者主动的去询问IO是否完成,那么为什么说是阻塞的呢?因为此时是通过select系统调用来完成的,而select函数本身的实现方式是阻塞的,而采用select函数有个好处就是它可以同时监听多个文件句柄(如果从UNP的角度看,select属于同步操作。因为select之后,进程还需要读写数据),从而提高系统的并发性!

异步非阻塞IO:
在此种模式下,用户进程只需要发起一个IO操作然后立即返回,等IO操作真正的完成以后,应用程序会得到IO操作完成的通知,此时用户进程只需要对数据进行处理就好了,不需要进行实际的IO读写操作,因为真正的IO读取或者写入操作已经由内核完成了。目前Java中还没有支持此种IO模型。
搞清楚了以上概念以后,我们再回过头来看看,Reactor模式和Proactor模式。

(其实阻塞与非阻塞都可以理解为同步范畴下才有的概念,对于异步,就不会再去分阻塞非阻塞。对于用户进程,接到异步通知后,就直接操作进程用户态空间里的数据好了。)

首先来看看Reactor模式,Reactor模式应用于同步I/O的场景。我们分别以读操作和写操作为例来看看Reactor中的具体步骤:
读取操作:
1. 应用程序注册读就绪事件和相关联的事件处理器

2. 事件分离器等待事件的发生

3. 当发生读就绪事件的时候,事件分离器调用第一步注册的事件处理器

4. 事件处理器首先执行实际的读取操作,然后根据读取到的内容进行进一步的处理

写入操作类似于读取操作,只不过第一步注册的是写就绪事件。

下面我们来看看Proactor模式中读取操作和写入操作的过程:
读取操作:
1. 应用程序初始化一个异步读取操作,然后注册相应的事件处理器,此时事件处理器不关注读取就绪事件,而是关注读取完成事件,这是区别于Reactor的关键。

2. 事件分离器等待读取操作完成事件

3. 在事件分离器等待读取操作完成的时候,操作系统调用内核线程完成读取操作(异步IO都是操作系统负责将数据读写到应用传递进来的缓冲区供应用程序操作,操作系统扮演了重要角色),并将读取的内容放入用户传递过来的缓存区中。这也是区别于Reactor的一点,Proactor中,应用程序需要传递缓存区。

4. 事件分离器捕获到读取完成事件后,激活应用程序注册的事件处理器,事件处理器直接从缓存区读取数据,而不需要进行实际的读取操作。

Proactor中写入操作和读取操作,只不过感兴趣的事件是写入完成事件。

从上面可以看出,Reactor和Proactor模式的主要区别就是真正的读取和写入操作是有谁来完成的,Reactor中需要应用程序自己读取或者写入数据,而Proactor模式中,应用程序不需要进行实际的读写过程,它只需要从缓存区读取或者写入即可,操作系统会读取缓存区或者写入缓存区到真正的IO设备.

综上所述,同步和异步是相对于应用和内核的交互方式而言的,同步 需要主动去询问,而异步的时候内核在IO事件发生的时候通知应用程序,而阻塞和非阻塞仅仅是系统在调用系统调用的时候函数的实现方式而已。

时间: 2024-10-08 17:51:45

关于异步,同步,阻塞与非阻塞的相关文章

同步与异步、阻塞与非阻塞

"阻塞"与"非阻塞"与"同步"与"异步"不能简单的从字面理解,提供一个从分布式系统角度的回答.1.同步与异步同步和异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication)所谓同步,就是在发出一个*调用*时,在没有得到结果之前,该*调用*就不返回.但是一旦调用返回,就得到返回值了.换句话说,就是由*调用者*主动等待这个*调用*的结果. 而异步则是相反

阻塞、非阻塞、同步、异步

同步和异步关注的是消息通信机制. 同步 调用者主动等待调用结果返回,没有得到结果之前,该调用不返回. 异步 调用者不必马上等待返回结果,执行部件通过通知.状态或回调函数来返回结果给调用者. 阻塞和非阻塞关注的是程序等待调用结果的状态. 阻塞 调用返回之前,当前线程挂起.调用线程只有等待结果之后才返回. 非阻塞 它不会阻塞当前线程.

同步与异步,阻塞与非阻塞基础

1.同步与异步 同步和异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication) 同步,在发出一个调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回.但是一旦调用返回,就得到返回值了.是由调用者主动等待这个调用的结果. 异步,调用在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果.当一个异步过程调用发出后,调用者不会立刻得到结果.而是在调用发出后,被调用者通过状态.通知来通知调用者,或通过回调函数处理这个调用. 2.阻塞与非阻

socket阻塞与非阻塞,同步与异步、I/O模型,select与poll、epoll比较

1. 概念理解 在进行网络编程时,我们常常见到同步(Sync)/异步(Async),阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式: 同步/异步主要针对C端: 同步:      所谓同步,就是在c端发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回.也就是必须一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事. 例如普通B/S模式(同步):提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回 这个期间客户端浏览器不能干任何事 异步:      异步的概念和同步相对.当c端一个异步过程调用发出后,调

同步和异步、阻塞和非阻塞

首先说明我对这些概念也不是很清楚,以下内容是我做的一些理事. 同步和异步.阻塞和非阻塞这是两组概念,说的是不同的事情,同步和阻塞没有必然的联系,异步和非阻塞也没有必然的联系.同步和异步是只跟IO操作过程中进程的状态变化有关.阻塞和非阻塞就是进程的两种状态.比如你去银行,排除的话就是一种同步的方式,叫号的话就是异步的方式.排队必须自己看着什么时候轮到自己,而叫号则不必,轮到你的时候会触发一个事件,或者说你会收到一个信号,别人会叫你.不管是排除还是叫号,如果你在等待的过程中不能做其他事情,那就是阻塞

如何理解阻塞和非阻塞同步和异步

1.同步与异步 同步和异步关注的是消息通信机制,所谓同步,就是在发出一个调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回.但是一旦调用返回,就得到返回值了.换句话说,就是由调用者主动等待这个调用的结果. 而异步则是相反,调用在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果.换句话说,当一个异步过程调用发出后,调用者不会立刻得到结果,而是在调用发出后,被调用者通过状态,通知机制来通知调用者,或通过回调函数处理这个调用. 举例: 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

聊聊同步、异步、阻塞与非阻塞

本文转载自: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxODI5ODMwOA==&mid=2666538901&idx=1&sn=d1f7d5461491a9c240f16da6b7c0ced9&scene=21#wechat_redirect 近来遇到了一些常见的概念,尤其是网络编程方面的概念,如:阻塞.非阻塞.异步I/O等等,对于这些概念自己也没有太清晰的认识,只是很模糊的概念,说了解吧也了解,但是要让自己准确的描述概念方面的具体细节,却说

同步(Sync)/异步(Async),阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式

1. 概念理解        在进行网络编程时,我们常常见到同步(Sync)/异步(Async),阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式:   同步/异步主要针对C端: 同步:      所谓同步,就是在c端发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回.也就是必须一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事.   例如普通B/S模式(同步):提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回 这个期间客户端浏览器不能干任何事 异步:      异步的概念和同步相对.当c端一个

socket阻塞与非阻塞,同步与异步、I/O模型

socket阻塞与非阻塞,同步与异步 作者:huangguisu 1. 概念理解 在进行网络编程时,我们常常见到同步(Sync)/异步(Async),阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式:同步:      所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回.也就是必须一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事. 例如普通B/S模式(同步):提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回 这个期间客户端浏览器不能干任何事 异步:      异步的概念和同步相对

IO模式——同步(阻塞、非阻塞)、异步

不少人把同步.异步.阻塞.非阻塞放到一起讨论,很多时候难以区分. 这里从根上剖析下该怎么看待这几个概念. 首先,异步和同步是相对的,而同步情况下又有阻塞和非阻塞之分. 异步很容易理解.当用户程序需要进行IO的时候,发出IO请求,然后就立刻返回,可以继续做其它事情. 例如,从网络收包,当包抵达后放到内核某个缓存区,并且从内核空间放置到程序需要的用户空间后(一种是直接复制,比较费资源:一种是映射mmap),通知程序,程序之后就可以处理数据了. 这是最理想的模式,CPU干活效率最高. 同步情况则是,当