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简单的例子分分钟让你理解”同步与异步””阻塞与非阻塞”

是江山
 是江山
发布于 2017/08/15 18:21
字数 1108
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#一、同步与异步 同步和异步关注的是“消息通知机制”。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、通知来通知调用者,或通过回调函数处理这个调用。

举个通俗的例子: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,书店老板会说,你稍等,”我查一下”,然后开始查啊查,等查好了(可能是5秒,也可能是一天)告诉你结果(返回结果)。而异步通信机制,书店老板直接告诉你我查一下啊,查好了打电话给你,然后直接挂电话了(不返回结果)。然后查好了,他会主动打电话给你。在这里老板通过”回电”这种方式来回调。

#二、阻塞与非阻塞 阻塞和非阻塞关注的是“程序”在等待调用结果(消息,返回值)时的“状态”。阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果返回之后才会返回。非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前,该调用不会阻塞当前线程。

还是上面的例子:你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,你如果是阻塞式调用,你会一直把自己”挂起”,直到得到这本书有没有的结果,如果是非阻塞式调用,你不管老板有没有告诉你,你自己先一边玩去了,当然你也要偶尔过几分钟check一下老板有没有返回结果。在这里阻塞与非阻塞与是同步异步无关。根老板通过什么方式回答你结果无关。

#三、I/O模型 由于进程是不可直接访问外部设备的,所以只能调用内核去调用外部的设备(上下文切换),然后外部设备比如磁盘,读出存储在设备自身的数据传送给内核缓冲区,内核缓冲区在copy数据到用户进程的缓冲区。在外部设备响应的给到用户进程的过程中,包含了两个阶段;由于数据响应方式的不同,所以就有了不同的I/O模型。

###阻塞式I/O模型

默认情况下,所有套接字都是阻塞的。进程挂起,内核等待外部IO响应,IO完成传送数据到kernel buffer,数据再从kernel buffer复制到用户的进程空间。

输入图片说明

###非阻塞式I/O模型

在内核请求IO设备响应指令发出后,数据就开始准备,在此期间用户进程没有阻塞,也就是没有挂起,它一直在询问活着check数据有没有传送到kernel buffer中,忙等…。但是第二个阶段(数据从kernel buffer复制到用户进程空间)依然是阻塞的。但这种IO模型会大量占用CPU的时间,效率很低效,很少使用。 输入图片说明 ###I/O多路复用

在内核请求IO设备响应指令发出后,数据就开始准备,在此期间用户进程是阻塞的。数据从kernel buffer复制到用户进程的过程也是阻塞的。但是和阻塞式I/O所不同的是,它可以同时阻塞多个I/O操作,而且可以同时对多个读操作,多个写操作的I/O函数进行检测,直到有数据可读或可写时,才真正调用I/O操作函数,也就是说一个线程可以响应多个请求。 输入图片说明 ###异步I/O 在整个操作(包括将数据从内核拷贝到用户空间)完成后才通知用户进程 输入图片说明

本文转载自:http://www.codegreen.cn/archives/061750.html

是江山
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