网站后台代码在哪修改,手机排行榜,用本机做网站浏览,wordpress 自定义循环近来遇到了一些常见的概念#xff0c;尤其是网络编程方面的概念#xff0c;如#xff1a;阻塞、非阻塞、异步I/O等等#xff0c;对于这些概念自己也没有太清晰的认识#xff0c;只是很模糊的概念#xff0c;说了解吧也了解#xff0c;但是要让自己准确的描述概念方面的具…近来遇到了一些常见的概念尤其是网络编程方面的概念如阻塞、非阻塞、异步I/O等等对于这些概念自己也没有太清晰的认识只是很模糊的概念说了解吧也了解但是要让自己准确的描述概念方面的具体细节却说的不那么准确这也是自己在这几个方面也没有细细考究过的原因吧。经过看了些这几个概念的资料发现同步、异步、阻塞、非阻塞的概念其实也并不难以理解在此写下此文欢迎拍砖希望多多交流。
1 同步与异步#
首先来解释同步和异步的概念这两个概念与消息的通知机制有关。也就是同步与异步主要是从消息通知机制角度来说的。
1.1 概念描述##
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。
所谓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。
1.2 消息通知##
异步的概念和同步相对。当一个同步调用发出后调用者要一直等待返回消息结果通知后才能进行后续的执行当一个异步过程调用发出后调用者不能立刻得到返回消息结果。实际处理这个调用的部件在完成后通过状态、通知和回调来通知调用者。
这里提到执行部件和调用者通过三种途径返回结果状态、通知和回调。使用哪一种通知机制依赖于执行部件的实现除非执行部件提供多种选择否则不受调用者控制。 如果执行部件用状态来通知那么调用者就需要每隔一定时间检查一次效率就很低有些初学多线程编程的人总喜欢用一个循环去检查某个变量的值这其实是一种很严重的错误 如果是使用通知的方式效率则很高因为执行部件几乎不需要做额外的操作。至于回调函数其实和通知没太多区别。 1.2 场景比喻##
举个例子比如我去银行办理业务可能会有两种方式 选择排队等候 另种选择取一个小纸条上面有我的号码等到排到我这一号时由柜台的人通知我轮到我去办理业务了 第一种前者(排队等候)就是同步等待消息通知也就是我要一直在等待银行办理业务情况
第二种后者(等待别人通知)就是异步等待消息通知。在异步消息处理中等待消息通知者(在这个例子中就是等待办理业务的人)往往注册一个回调机制在所等待的事件被触发时由触发机制(在这里是柜台的人)通过某种机制(在这里是写在小纸条上的号码喊号)找到等待该事件的人。
2 阻塞与非阻塞#
阻塞和非阻塞这两个概念与程序线程等待消息通知(无所谓同步或者异步)时的状态有关。也就是说阻塞与非阻塞主要是程序线程等待消息通知时的状态角度来说的。
2.1 概念描述##
阻塞调用是指调用结果返回之前当前线程会被挂起一直处于等待消息通知不能够执行其他业务。函数只有在得到结果之后才会返回。
有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来实际上它们是不同的。
对于同步调用来说很多时候当前线程可能还是激活的只是从逻辑上当前函数没有返回而已此时这个线程可能也会处理其他的消息。还有一点在这里先扩展下(a) 如果这个线程在等待当前函数返回时仍在执行其他消息处理那这种情况就叫做同步非阻塞 (b) 如果这个线程在等待当前函数返回时没有执行其他消息处理而是处于挂起等待状态那这种情况就叫做同步阻塞 所以同步的实现方式会有两种同步阻塞、同步非阻塞同理异步也会有两种实现异步阻塞、异步非阻塞
对于阻塞调用来说则当前线程就会被挂起等待当前函数返回
非阻塞和阻塞的概念相对应指在不能立刻得到结果之前该函数不会阻塞当前线程而会立刻返回。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执行时间能不能补偿系统的切换成本需要好好评估。
2.2 场景比喻##
继续上面的那个例子不论是排队还是使用号码等待通知如果在这个等待的过程中等待者除了等待消息通知之外不能做其它的事情那么该机制就是阻塞的表现在程序中,也就是该程序一直阻塞在该函数调用处不能继续往下执行。
相反有的人喜欢在银行办理这些业务的时候一边打打电话发发短信一边等待这样的状态就是非阻塞的因为他(等待者)没有阻塞在这个消息通知上而是一边做自己的事情一边等待。
但是需要注意了同步非阻塞形式实际上是效率低下的想象一下你一边打着电话一边还需要抬头看到底队伍排到你了没有。如果把打电话和观察排队的位置看成是程序的两个操作的话这个程序需要在这两种不同的行为之间来回的切换效率可想而知是低下的而异步非阻塞形式却没有这样的问题因为打电话是你(等待者)的事情而通知你则是柜台(消息触发机制)的事情程序没有在两种不同的操作中来回切换。
3 同步/异步与阻塞/非阻塞#
同步阻塞形式
效率是最低的
拿上面的例子来说就是你专心排队什么别的事都不做。
实际程序中就是未对fd 设置O_NONBLOCK标志位的read/write 操作
异步阻塞形式
如果在银行等待办理业务的人采用的是异步的方式去等待消息被触发通知也就是领了一张小纸条假如在这段时间里他不能离开银行做其它的事情那么很显然这个人被阻塞在了这个等待的操作上面
异步操作是可以被阻塞住的只不过它不是在处理消息时阻塞而是在等待消息通知时被阻塞。
比如select 函数假如传入的最后一个timeout参数为NULL那么如果所关注的事件没有一个被触发程序就会一直阻塞在这个select 调用处。
同步非阻塞形式
实际上是效率低下的
想象一下你一边打着电话一边还需要抬头看到底队伍排到你了没有如果把打电话和观察排队的位置看成是程序的两个操作的话这个程序需要在这两种不同的行为之间来回的切换效率可想而知是低下的。
很多人会写阻塞的read/write 操作但是别忘了可以对fd设置O_NONBLOCK 标志位这样就可以将同步操作变成非阻塞的了。
异步非阻塞形式
效率更高
因为打电话是你(等待者)的事情而通知你则是柜台(消息触发机制)的事情程序没有在两种不同的操作中来回切换。
比如说这个人突然发觉自己烟瘾犯了需要出去抽根烟于是他告诉大堂经理说排到我这个号码的时候麻烦到外面通知我一下(注册一个回调函数)那么他就没有被阻塞在这个等待的操作上面自然这个就是异步非阻塞的方式了。
如果使用异步非阻塞的情况比如aio_*组的操作当发起一个aio_read操作时函数会马上返回不会被阻塞当所关注的事件被触发时会调用之前注册的回调函数进行处理。
很多人会把同步和阻塞混淆我想是因为很多时候同步操作会以阻塞的形式表现出来比如很多人会写阻塞的read/write操作但是别忘了可以对fd设置O_NONBLOCK标志位这样就可以将同步操作变成非阻塞的了。但最根本是因为没有区分这两个概念比如阻塞的read/write操作中其实是把消息通知机制和等待消息通知的状态结合在了一起在这里所关注的消息就是fd是否可读/写而等待消息通知的状态则是对fd可读/写等待过程中程序线程的状态。当我们将这个fd设置为非阻塞的时候read/write操作就不会在等待消息通知这里阻塞如果fd不可读/写则操作立即返回。
同样的很多人也会把异步和非阻塞混淆因为异步操作一般都不会在真正的IO操作处被阻塞比如如果用select函数当select返回可读时再去read一般都不会被阻塞而是在select函数调用处阻塞。
4 小明的故事#
对上面所讲的概念再次进行一个场景梳理上面已经明确说明同步/异步关注的是消息通知的机制而阻塞/非阻塞关注的是程序线程等待消息通知时的状态。以小明下载文件打个比方从这两个关注点来再次说明这两组概念希望能够更好的促进大家的理解。
同步阻塞小明一直盯着下载进度条到 100% 的时候就完成。同步体现在等待下载完成通知 阻塞体现在等待下载完成通知过程中不能做其他任务处理 同步非阻塞小明提交下载任务后就去干别的每过一段时间就去瞄一眼进度条看到 100% 就完成。同步体现在等待下载完成通知 非阻塞体现在等待下载完成通知过程中去干别的任务了只是时不时会瞄一眼进度条【小明必须要在两个任务间切换关注下载进度】 异步阻塞小明换了个有下载完成通知功能的软件下载完成就“叮”一声。不过小明仍然一直等待“叮”的声音看起来很傻不是吗。异步体现在下载完成“叮”一声通知 阻塞体现在等待下载完成“叮”一声通知过程中不能做其他任务处理 异步非阻塞仍然是那个会“叮”一声的下载软件小明提交下载任务后就去干别的听到“叮”的一声就知道完成了。异步体现在下载完成“叮”一声通知 非阻塞体现在等待下载完成“叮”一声通知过程中去干别的任务了只需要接收“叮”声通知即可【软件处理下载任务小明处理其他任务不需关注进度只需接收软件“叮”声通知即可】 也就是说同步/异步是“下载完成消息”通知的方式机制而阻塞/非阻塞则是在等待“下载完成消息”通知过程中的状态能不能干其他任务在不同的场景下同步/异步、阻塞/非阻塞的四种组合都有应用。
所以综上所述同步和异步仅仅是关注的消息如何通知的机制而阻塞与非阻塞关注的是等待消息通知时的状态。也就是说同步的情况下是由处理消息者自己去等待消息是否被触发而异步的情况下是由触发机制来通知处理消息者所以在异步机制中处理消息者和触发机制之间就需要一个连接的桥梁 在银行的例子中这个桥梁就是小纸条上面的号码。 在小明的例子中这个桥梁就是软件“叮”的声音。 最后请大家注意理解“消息通知机制”和“等待消息通知时的状态”这两个概念这是理解四个概念的关键所在。 作者猿码道 链接https://www.jianshu.com/p/aed6067eeac9 來源简书 简书著作权归作者所有任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。
