同步與異步，阻塞與非阻塞的區別

同步與異步，阻塞與非阻塞的區別

轉載：https://www.cnblogs.com/chaser24/p/6112071.html

一、概念剖析

相信不少從事linux後臺開發工做的都接觸過同步&異步、阻塞&非阻塞這樣的概念，也相信都曾經產生過誤解，好比認爲同步就是阻塞、異步就是非阻塞，下面咱們先剖析下這幾個概念分別是什麼含義。

同步： 所謂同步，就是在發出一個功能調用時，在沒有獲得結果以前，該調用就不返回。也就是必須一件一件事作,等前一件作完了才能作下一件事。

例如普通B/S模式（同步）：提交請求->等待服務器處理->處理完畢返回 這個期間客戶端瀏覽器不能幹任何事

異步： 異步的概念和同步相對。當一個異步過程調用發出後，調用者不能馬上獲得結果。實際處理這個調用的部件在完成後，經過狀態、通知和回調來通知調用者。

例如 ajax請求（異步）: 請求經過事件觸發->服務器處理（這是瀏覽器仍然能夠做其餘事情）->處理完畢

阻塞： 阻塞調用是指調用結果返回以前，當前線程會被掛起（線程進入非可執行狀態，在這個狀態下，cpu不會給線程分配時間片，即線程暫停運行）。函數只有在獲得結果以後纔會返回。

有人也許會把阻塞調用和同步調用等同起來，實際上他是不一樣的。對於同步調用來講，不少時候當前線程仍是激活的，只是從邏輯上當前函數沒有返回,它還會搶佔cpu去執行其餘邏輯，也會主動檢測io是否準備好。

非阻塞 非阻塞和阻塞的概念相對應，指在不能馬上獲得結果以前，該函數不會阻塞當前線程，而會馬上返回。

再簡單點理解就是：

\1. 同步，就是我調用一個功能，該功能沒有結束前，我死等結果。 \2. 異步，就是我調用一個功能，不須要知道該功能結果，該功能有結果後通知我（回調通知） \3. 阻塞，就是調用我（函數），我（函數）沒有接收完數據或者沒有獲得結果以前，我不會返回。 \4. 非阻塞，就是調用我（函數），我（函數）當即返回，經過select通知調用者

同步IO和異步IO的區別就在於：數據拷貝的時候進程是否阻塞

阻塞IO和非阻塞IO的區別就在於：應用程序的調用是否當即返回

綜上可知，同步和異步,阻塞和非阻塞,有些混用,其實它們徹底不是一回事,並且它們修飾的對象也不相同。

二、五種IO模型

在瞭解了同步與異步、阻塞與非阻塞概念後，咱們來說講linux的五種IO模型：

1)阻塞I/O（blocking I/O） 2)非阻塞I/O （nonblocking I/O） 3) I/O複用(select 和poll) （I/O multiplexing） 4)信號驅動I/O （signal driven I/O (SIGIO)） 5)異步I/O （asynchronous I/O (the POSIX aio_functions)）

其中前4種都是同步，最後一種纔是異步。

2.一、阻塞I/O

應用程序調用一個IO函數，致使應用程序阻塞，等待數據準備好。 若是數據沒有準備好，一直等待….數據準備好了，從內核拷貝到用戶空間,IO函數返回成功指示。

阻塞I/O模型圖：在調用recv()/recvfrom（）函數時，發生在內核中等待數據和複製數據的過程。

當調用recv()函數時，系統首先查是否有準備好的數據。若是數據沒有準備好，那麼系統就處於等待狀態。當數據準備好後，將數據從系統緩衝區複製到用戶空間，而後該函數返回。在套接應用程序中，當調用recv()函數時，未必用戶空間就已經存在數據，那麼此時recv()函數就會處於等待狀態。

2.二、非阻塞I/O

非阻塞IO經過進程反覆調用IO函數（屢次系統調用，並立刻返回）；在數據拷貝的過程當中，進程是阻塞的

咱們把一個SOCKET接口設置爲非阻塞就是告訴內核，當所請求的I/O操做沒法完成時，不要將進程睡眠，而是返回一個錯誤。這樣咱們的I/O操做函數將不斷的測試數據是否已經準備好，若是沒有準備好，繼續測試，直到數據準備好爲止。在這個不斷測試的過程當中，會大量的佔用CPU的時間。

2.三、IO複用

主要是select和epoll；對一個IO端口，兩次調用，兩次返回，比阻塞IO並無什麼優越性；關鍵是能實現同時對多個IO端口進行監聽； I/O複用模型會用到select、poll、epoll函數，這幾個函數也會使進程阻塞，可是和阻塞I/O所不一樣的的，這兩個函數能夠同時阻塞多個I/O操做。並且能夠同時對多個讀操做，多個寫操做的I/O函數進行檢測，直到有數據可讀或可寫時，才真正調用I/O操做函數。

2.四、信號驅動IO

首先咱們容許套接口進行信號驅動I/O,並安裝一個信號處理函數，進程繼續運行並不阻塞。當數據準備好時，進程會收到一個SIGIO信號，能夠在信號處理函數中調用I/O操做函數處理數據。

2.四、異步IO

當一個異步過程調用發出後，調用者不能馬上獲得結果。實際處理這個調用的部件在完成後，經過狀態、通知和回調來通知調用者的輸入輸出操做

最後，總結比較下五種IO模型：