同步異步與阻塞非阻塞

同步和異步，阻塞和非阻塞，是你們常常接觸到可是容易搞混搞不清楚的概念。

最近在知乎上看到嚴肅對於同步異步，阻塞非阻塞的解釋和舉例，我以爲說的很清楚。

尤爲是回答中的例子，特別的生動：

 

「阻塞」與"非阻塞"與"同步"與「異步"不能簡單的從字面理解，提供一個從分佈式系統角度的回答。
1.同步與異步
同步和異步關注的是消息通訊機制 (synchronous communication/ asynchronous communication)
所謂同步，就是在發出一個*調用*時，在沒有獲得結果以前，該*調用*就不返回。可是一旦調用返回，就獲得返回值了。
換句話說，就是由*調用者*主動等待這個*調用*的結果。

而異步則是相反，*調用*在發出以後，這個調用就直接返回了，因此沒有返回結果。換句話說，當一個異步過程調用發出後，調用者不會馬上獲得結果。而是在*調用*發出後，*被調用者*經過狀態、通知來通知調用者，或經過回調函數處理這個調用。

典型的異步編程模型好比Node.js

舉個通俗的例子：
你打電話問書店老闆有沒有《分佈式系統》這本書，若是是同步通訊機制，書店老闆會說，你稍等，」我查一下"，而後開始查啊查，等查好了（多是5秒，也多是一天）告訴你結果（返回結果）。
而異步通訊機制，書店老闆直接告訴你我查一下啊，查好了打電話給你，而後直接掛電話了（不返回結果）。而後查好了，他會主動打電話給你。在這裏老闆經過「回電」這種方式來回調。

2. 阻塞與非阻塞
阻塞和非阻塞關注的是程序在等待調用結果（消息，返回值）時的狀態.

阻塞調用是指調用結果返回以前，當前線程會被掛起。調用線程只有在獲得結果以後纔會返回。
非阻塞調用指在不能馬上獲得結果以前，該調用不會阻塞當前線程。

仍是上面的例子，
你打電話問書店老闆有沒有《分佈式系統》這本書，你若是是阻塞式調用，你會一直把本身「掛起」，直到獲得這本書有沒有的結果，若是是非阻塞式調用，你無論老闆有沒有告訴你，你本身先一邊去玩了， 固然你也要偶爾過幾分鐘check一下老闆有沒有返回結果。
在這裏阻塞與非阻塞與是否同步異步無關。跟老闆經過什麼方式回答你結果無關。

 

還有一個例子也很生動，單獨列出來：

老張愛喝茶，廢話不說，煮開水。
出場人物：老張，水壺兩把（普通水壺，簡稱水壺；會響的水壺，簡稱響水壺）。
1 老張把水壺放到火上，立等水開。（同步阻塞）
老張以爲本身有點傻
2 老張把水壺放到火上，去客廳看電視，時不時去廚房看看水開沒有。（同步非阻塞）
老張仍是以爲本身有點傻，因而變高端了，買了把會響笛的那種水壺。水開以後，能大聲發出嘀~~~~的噪音。
3 老張把響水壺放到火上，立等水開。（異步阻塞）
老張以爲這樣傻等意義不大
4 老張把響水壺放到火上，去客廳看電視，水壺響以前再也不去看它了，響了再去拿壺。（異步非阻塞）
老張以爲本身聰明瞭。

所謂同步異步，只是對於水壺而言。
普通水壺，同步；響水壺，異步。
雖然都能幹活，但響水壺能夠在本身完工以後，提示老張水開了。這是普通水壺所不能及的。
同步只能讓調用者去輪詢本身（狀況2中），形成老張效率的低下。

所謂阻塞非阻塞，僅僅對於老張而言。
立等的老張，阻塞；看電視的老張，非阻塞。
狀況1和狀況3中老張就是阻塞的，媳婦喊他都不知道。雖然3中響水壺是異步的，可對於立等的老張沒有太大的意義。因此通常異步是配合非阻塞使用的，這樣才能發揮異步的效用。

 

對比阻塞與非阻塞

    阻塞模式下，一個線程只能處理一項任務，要想提升吞吐量必須經過多線程。

    非阻塞模式下，一個線程永遠在執行計算操做，這個線程所使用的 CPU 核心利用率永遠是 100%，I/O 以事件的方式通知。

    在阻塞模式下，多線程每每能提升系統吞吐量，由於一個線程阻塞時還有其餘線程在工做，多線程可讓 CPU 資源不被阻塞中的線程浪費。

    而在非阻塞模式下，線程不會被 I/O 阻塞，永遠在利用 CPU。多線程帶來的好處是在多核 CPU 的狀況下利用更多的核。

 

參考連接：

1. 知乎 嚴肅的回答 https://www.zhihu.com/question/19732473/answer/20851256
2. 同步與阻塞，異步與非阻塞的區別