同步，异步，阻塞，非阻塞概念理解

同步，异步，阻塞，非阻塞

作者：严肃

链接：https://www.zhihu.com/question/19732473/answer/20851256

来源：知乎

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“阻塞”与"非阻塞"与"同步"与“异步"不能简单的从字面理解，提供一个从分布式系统角度的回答。
1.同步与异步

同步和异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication)

所谓同步，就是在发出一个*调用*时，在没有得到结果之前，该*调用*就不返回。但是一旦调用返回，就得到返回值了。

换句话说，就是由*调用者*主动等待这个*调用*的结果。

而异步则是相反，*调用*在发出之后，这个调用就直接返回了，所以没有返回结果。换句话说，当一个异步过程调用发出后，调用者不会立刻得到结果。而是在*调用*发出后，*被调用者*通过状态、通知来通知调用者，或通过回调函数处理这个调用。

典型的异步编程模型比如Node.js

举个通俗的例子：

你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书，如果是同步通信机制，书店老板会说，你稍等，”我查一下"，然后开始查啊查，等查好了（可能是5秒，也可能是一天）告诉你结果（返回结果）。

而异步通信机制，书店老板直接告诉你我查一下啊，查好了打电话给你，然后直接挂电话了（不返回结果）。然后查好了，他会主动打电话给你。在这里老板通过“回电”这种方式来回调。

2. 阻塞与非阻塞

阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态.

阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。

非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程。

还是上面的例子，

你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书，你如果是阻塞式调用，你会一直把自己“挂起”，直到得到这本书有没有的结果，如果是非阻塞式调用，你不管老板有没有告诉你，你自己先一边去玩了， 当然你也要偶尔过几分钟check一下老板有没有返回结果。
在这里阻塞与非阻塞与是否同步异步无关。跟老板通过什么方式回答你结果无关。

同步/异步与阻塞/非阻塞的组合分析
_______阻塞____________________非阻塞_____
同步 | 同步阻塞              同步非阻塞
异步 | 异步阻塞              异步非阻塞

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,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,而是在等待消息被触发时被阻塞.
  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,