了解同步异步、阻塞非阻塞

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1 通用概念

例子：”我”烧水(注意：这里的主语是”我”，也就是我们讨论的who)

1.1 同步/异步

举例：

关注点：是否需要”我主动”去看水烧开没(注意，”我”和”主动”这两个词)

• 同步：“我”要主动看水烧开没
• 异步：不需要”我”主动去看水烧开，水壶响了通知”我”

概念：

抽象概念：事情执行者对事情结果的获取机制（who：事情执行者）

• 同步：事情执行者主动获取事情结果
• 异步：事情执行者被动获取事情结果

1.2 阻塞与非阻塞

例子：

关注点：水烧开前，”我”能不能去做其他事情

• 阻塞：
  1. 水没烧开，我一直等着（全程阻塞）
  2. 我去干其他事情了，但是隔一会儿来看一次水烧开没（来看的时候阻塞）
• 非阻塞：
  水没烧开，”我”去拖地了,拖完地又看了会儿电视

概念：

抽象概念：事情执行者得到事情结果前能不能去做其他事情（who：事情执行者）

• 阻塞：事情执行者得到结果前不能去做其他事情
• 非阻塞：事情执行者得到结果前可以去做其他事情

1.3 总结

1. 同步一定是会发生阻塞的，只是阻塞的时间长短问题。
   • 我主动看水烧开（同步），水烧开前我一直等着（阻塞）：全程阻塞
   • 我主动看水烧开（同步），隔一会儿来看水烧开（看的过程是阻塞）：局部阻塞
2. 异步一定是非阻塞的：
   • 不需要我主动去看水烧开（异步），烧水过程中我可以去做任何事情（非阻塞）。

2 网络编程层面

2.1 POSIX定义

• 同步I/O操作：导致请求进程阻塞，直到I/O操作完成；
• 异步I/O操作：不导致请求进程阻塞。

2.2 IO模型

根据POXIX的定义，下面图中的五种IO模型，其实前四种都是同步IO

2.3 总结

同步IO：

1. 进程主动查看关心的IO事件是否就绪，就绪时再执行相关操作
   • 注意：进程的阻塞发生在select/epoll/poll等待事件时
2. 进程主动执行读写
   • 注意：进程的阻塞发生在数据未到达（设备未收到数据），或者未就绪（内核空间和用户空间的数据copy未完成）

异步IO：

异步IO是需要底层操作系统内核做支持的，比如linux的AIO， windows的IOCP。

1. 进程不用主动去查看关心的IO事件，只需要把关心的IO事件、数据buffer以及要绑定的回调函数或者signal直接告诉内核，内核发现IO时间就绪时，直接调用回调函数或者发送绑定的signal
   • 注意：IO事件相关的数据，由内核直接将数据copy到用户空间（异步读），或者从用户空间copy至内核空间（异步写）
2. 进程被动执行数据操作
   • 注意：进程收到内核通知后，在1中绑定的数据buffer里就已经有数据了，进程直接对数据进行相关处理即可。