理解同步/异步/阻塞/非阻塞的区别

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2023-07-03 02:48 2阅读 0赞

在异步编程中经常会遇到同步、异步、阻塞、非阻塞几个概念，本文对这几个概念做一个简单介绍。

以下 ， A：调用方， B：被调用方

*  同步/异步：反映的A与B**双方**之间的关系，即A如何从B获取数据
    
     *  同步：B被调用后待有结果之前不返回，A等待结果返回后再进行下一步操作。
     *  异步：B被调用后立即返回，A立即进入下一步。B的结果准备后通过回调等方式发送给A
 *  阻塞/非阻塞：反映的是某一时刻当前**一方**进程/线程的状态。
    
     *  阻塞：进程/线程挂起，不接受新任何
     *  非阻塞：进程/线程空闲，可以接受新任务

可见，同步与阻塞是两组不同维度的概念，两组概念单独理解都比较简单，但是两两组合之后理解就比较困难，这是因为根据应用场景的不同组合后的概念也并不相同：

当用来描述一个跨进程调用（例如操作系统的I/O操作，或者B/S的Socket请求），同步指跨进程调用返回结果的方式，阻塞指被调用方准备结果时的进程状态（阻塞指**被调用方**）

*  同步阻塞： A发送请求之后一直等待响应。 B的结果不能马上准备好（例如需要进行一个IO操作，但不能马上等到返回结果）就一直等到返回结果后，才响应A，期间不能进行其他工作。
 *  同步非阻塞： A发送请求之后，一直等待响应。 B处理请求时进行的IO操作如果不能马上的得到结果，就立即返回，去做其他事情。 但是由于没有得到请求处理结果，不响应A，A一直等待。 当IO操作完成以后，将完成状态和结果通知A，B再响应A，A进入下一次请求过程。（实际不应用）
 *  异步阻塞： A向B请求后，不等待响应，可以继续其他工作。 B处理请求时进行IO操作如果不能马上得到结果，就一直等到返回结果后，才响应A，期间不能进行其他操作。 （实际不应用）
 *  异步非阻塞： A向B请求后，不等待响应，可以继续其他工作。 B处理请求时进行IO操作如果不能马上得到结果，也不等待，而是马上返回去做其他事情。 当IO操作完成以后，将完成状态和结果通知B，B再响应A。（效率最高）

当描述一个跨线程调用时，同步指跨线程调用返回结果的方式，阻塞指的是调用方等待数据返回时的线程状态（阻塞指**调用方**）

*  同步阻塞：A发送请求后一直等待响应，等待过程中线程挂起（不接受新任务）。B任务完成后返回结果，A继续执行
 *  同步非阻塞：A发送请求后不等待，线程立即可以接受新任务。B的任务完成后返回结果，A通过轮训等方式检查结果是否完成功能。
 *  异步阻塞：A发送请求后B立即返回。B的结果准备好后通过回调等方式将结果发送给A。B的结果准备好之前，A处于阻塞状态。（A没有必要阻塞，所以实际不应用）
 *  异步非阻塞：A发送请求后B立即返回。B的结果准备好后通过回调等方式将结果发送给A。B的结果准备好之前，A的线程可以接受新任务

以Java的Future为例：

// 同步阻塞,结果返回前不能进行后续处理
    future.get() 
    
    //同步非阻塞，轮询检查结果，可以接受新任务
    while(true) {
        //do sth else ...
    
        if(future.isDone) {
            future.get()
        }
    }
    
    //异步非阻塞：通过回调获得结果
    Futures.addCallback(future, new FutureCallback<Integer>() {
        @Override
        public void onSuccess(@Nullable Integer result) {
            //...
        }
    
        @Override
        public void onFailure(Throwable t) {
            //...
        }
    }, executor); //以调用线程运行callback

有人会问Kotlin协程算不算一种同步非阻塞？协程表面看起来像是一个同步调用，但经过编译后本质上还是一个异步回调模型，属于异步非阻塞。线程间通信中使用轮询实现同步非阻塞的情况也很少见，所以线程间通信方式常见的就是两种：同步阻塞 或者 异步非阻塞，简称同步方式（阻塞）或者异步方式（回调）