同步/异步及阻塞/非阻塞

原创
2015/08/21 14:07
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同步与异步 

所谓同步就是一个任务的完成需要依赖另外一个任务时,只有等待被依赖的任务完成后,依赖的任务才能算完成,这是一种可靠的任务序列。要么成功都成功,失败都失败,两个任务的状态可以保持一致。而异步是不需要等待被依赖的任务完成,只是通知被依赖的任务要完成什么工作,依赖的任务也立即执行,只要自己完成了整个任务就算完成了。至于被依赖的任务最终是否真正完成,依赖它的任务无法确定,所以它是不可靠的任务序列。我们可以用打电话(同步)和发短信(异步)来很好的比喻同步与异步操作。 

在设计到 IO 处理时通常都会遇到一个是同步还是异步的处理方式的选择问题。因为同步与异步的 I/O 处理方式对调用者的影响很大,在数据库产品中都会遇到这个问题。因为 I/O 操作通常是一个非常耗时的操作,在一个任务序列中 I/O 通常都是性能瓶颈。但是同步与异步的处理方式对程序的可靠性影响非常大,同步能够保证程序的可靠性,而异步可以提升程序的性能,必须在可靠性和性能之间做个平衡,没有完美的解决办法。 


阻塞与非阻塞 

阻塞与非阻塞主要是从 CPU 的消耗上来说的,阻塞就是 CPU 停下来等待一个慢的操作完成 CPU 才接着完成其它的事。非阻塞就是在这个慢的操作在执行时 CPU 去干其它别的事,等这个慢的操作完成时,CPU 再接着完成后续的操作。虽然表面上看非阻塞的方式可以明显的提高 CPU 的利用率,但是也带了另外一种后果就是系统的线程切换增加。增加的 CPU 使用时间能不能补偿系统的切换成本需要好好评估。 

打个比喻吧:司机开车在路上阻车了,如果采用阻塞模式,则司机停下来什么事也不干,就眼巴巴地直等前面的车启动,他继续跟车。如果采用非阻塞模式,则前面阻车后,司机停下来看报纸,听音乐,等前面车走动后,他再放下报纸,继续跟车。 
显然,非阻塞式司机的时间利用率提高了,而阻塞式司机时间白白浪费了,前者往往是乐天派,而后者是抱怨派。

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