同步与异步，阻塞与非阻塞

- 日理万妓 2021-09-28 18:54 467阅读 0赞

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，依赖的任务才能完成，这是一种可靠的任务序列。要成功都成功，要失败都失败，两个任务的状态可以保持一致。而异步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使命工作，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重是否真正完成，依赖它的任务无法确定，所以它是不可靠的任务序列。我们可以用打电话和发短信来很好地比喻同步与异步操作。同步就好比是打电话，只能一对一，一次只能和一个对象通话，结束之后才能进行第二个；异步就好比发短信，可以一次给多个人发，且不会立马得到结果。  
          在涉及I/O处理时通常都会遇到是同步还是异步的处理方式的选择问题，因为同步异步的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/0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保持平衡， 却没有完美的解决办法。

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以后，CPU才接着完成其他的工作。非阻塞就是在这个慢的操作执行时，CPU去做其他工作，等这个慢操作完成时，CPU再回过头来完成后续的操作。从表面上来看非阻塞的方式可以明显地提高CPU的利用率，但是也会增加线程数量，以及线程之间切换的增加，这些都会增加CPU的消耗。

下来来看一看，同步和异步以及阻塞与非阻塞之间的组合：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th style="width:89px;">组合方式</th> 
   <th>性能分析</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="width:89px;">同步阻塞</td> 
   <td>这是最常用的一种方法，使用也最简单，但是I/O性能一般很差，CPU大部分处于空闲状态</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:89px;">同步非阻塞</td> 
   <td> <p>提升I/O性能的常用手段，将I/O的阻塞改成非阻塞方式，尤其在网络I/O是长连接同时传输数据也不是很多的情况下，提升性能非常有效。</p> <p>这种方式通常能提升I/O性能，但是会增加CPU消耗，要考虑增加的I/O性能能不能补偿CPU的消耗，也就是系统的瓶颈是在I/O上还是在CPU上</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:89px;">异步阻塞</td> 
   <td>这种方式在分布式数据库中经常用到，例如，在一个分布式数据库中写一条记录，通常会有一份是同步阻塞的记录，还有2-3份会写到其他机器上，这些备份的记录就是采用异步阻塞的方式写I/O。异步阻塞对网络I/O能够提升效率，尤其像上面这种同时写多份相同数据的情况</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:89px;">异步非阻塞</td> 
   <td> <p>这种组合用起来比较复杂，只有在一些非常复杂的分布式情况下使用，集群之间的消息同步机制一般用这个I/O组合方式。</p> <p>它适合同时要传多份相同的数据到集群中不同的机器，同时数据的传输量虽然不大却非常频繁的情况。这种网络I/O用这种方式性能最高。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>