简述同步与异步、阻塞与非阻塞

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一、简述

最近对javasrcip的运行机制有在研究,这里是对一些知识点对一下拓展和展开,之前有记录过关于线程和进程的相关点,在学习过程中,有试过查阅网上的资料,网上资料感觉比较零散,有和同学互相讨论过,这次来记录一下对IO事件里面的「同步」「异步」「阻塞」和「非阻塞」的一些学习。

后面越理解越觉得是接触到一个比较大的领域,对于客户端的JavaScript和nodeJS加深了自己的理解,在这里做一下自己的一些理解。

二、定义

其实在思考这个问题的时候,有一个疑问就是:

同步、异步与阻塞、非阻塞,这四种概念会不会是属于IO层(当然是IO接口)的一个范畴之类的?

于是我带着这个疑问进行了一次验证和学习,希望能有一个比较清晰的理解。

先在这里理清楚4个概念:

PART 1:同步、异步【代码指令的执行顺序】

同步:当程序代码在执行IO操作的时候,必须要等待上一个IO操作完成之后才能进行下一步操作的过程。

️ 举个例子:现在有A代码指令和B代码指令,A代码指令先于B代码指令被操作,如果B指令代码想要执行的条件是A指令代码先执行完,那就叫做同步。

❗️ 这里说一下就是,很多时候,我们觉得代码一行行下来执行就是同步,其实这样的想法是错的,就我目前接触的代码很多时候是一行一行执行,但是这是没有一些IO操作的情况下,当遇到文件读写、数据库之类等等之类的情况时,这就不是一行一行代码执行了,不同的语言有不同的内部运行机制,javascript的运行机制就是一个例子。

下面是使用javasrcipt编写的demo.

图片描述

图片描述

异步:当程序代码在执行IO操作的时候,不必等待上一个IO操作完后才执行的过程。

️ 举个例子:现在有A代码指令和B代码指令,A代码指令位置先于B代码指令被操作,如果B指令代码执行的条件是不需要去等待A指令代码先执行完,而是可以在A代码指令在等待或者执行的过程中,B指令代码已经在执行或者执行完,那就叫做异步。

图片描述

PART 1总结:

由此可见,同步和异步是在用户层面进行操作,是在代码指令的执行顺序进行谈及。

PART 2:阻塞、非阻塞【进程和线程的执行与调用过程】

阻塞 :当应用进程开始执行时或者被系统调用的时候,如果当前应用进程途中遇到被操作系统挂起等待另外一个应用进程执行完才能继续执行的情况,或者如果当前应用进程内部的线程被调用时遇到被操作系统挂起等待另外一个线程执行完才能继续执行的情况,就叫阻塞。

举个例子:使用javascript去编写不含异步操作的代码,那编写得出来的代码就是一个阻塞的操作,因为javascript本身就是单线程语言。例如上图给出的图片。

图片描述

❗记住单线程同步处理IO就是阻塞操作;

❗记住单线程同步处理IO就是阻塞操作;

❗记住单线程同步处理IO就是阻塞操作;

❗但是同步异步 与 阻塞非阻塞 二者之间并没有必然的关系

非阻塞 :当应用进程开始执行时或者被系统调用的时候,如果当前应用进程途中不需要等待其他应用进程完成才执行的情况,或者当前应用进程中的进程不需要等待其他线程完成才去执行的情况,这个过程叫作非阻塞。

举个例子:nodeJs是一个异步非阻塞的IO模型,文件读写是一个异步操作,然后同时也是一个非阻塞的操作。如下图所示。

图片描述

❗这个程序是先执行step 1,但是stpe 2 在step1执行的过程中也是在执行,是不需要等待step 1先执行完在执行的,是一个非阻塞的操作。

❗❗❗PART 3:同步异步 与 阻塞非阻塞 二者之间并没有必然的关系

同步异步 与 阻塞非阻塞 二者之间并没有必然的关系,他们是可以互相组合的。

图片描述

Linux经典的IO模型有详细讲解,可以参考《unix环境高级编程》《unix网络编程》这两本书。

分别有详细讲解关于,CPU层级的IO模型和网络编程上的IO模型。

如果有不对的地方,请一定要指出哈~

关于同步、异步、阻塞和非阻塞,所涉及的东西比较多,可能我了解的不够深,可能在这里说不完整,希望以后有深的理解,继续更新这篇文章。

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