阻塞非阻塞同步异步并发并行的区别(阻塞与非阻塞同步与异步的区别)

导语：阻塞，非阻塞 ,同步，异步，并发，并行

1. 阻塞，非阻塞

首先，阻塞这个词来自操作系统的线程/进程的状态模型中，如下图：

一个线程/进程经历的5个状态，创建，就绪，运行，阻塞，终止。各个状态的转换条件如上图，其中有个阻塞状态，就是说当线程中调用某个函数，需要IO请求，或者暂时得不到竞争资源的，操作系统会把该线程阻塞起来，避免浪费CPU资源，等到得到了资源，再变成就绪状态，等待CPU调度运行。

阻塞调用是指调用结果返回之前，调用者会进入阻塞状态等待。只有在得到结果之后才会返回。

非阻塞调用是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。

阻塞调用：比如 socket 的 recv()，调用这个函数的线程如果没有数据返回，它会一直阻塞着，也就是 recv() 后面的代码都不会执行了，程序就停在 recv() 这里等待，所以一般把 recv() 放在单独的线程里调用。

非阻塞调用：比如非阻塞socket 的 send()，调用这个函数，它只是把待发送的数据复制到TCP输出缓冲区中，就立刻返回了，线程并不会阻塞，数据有没有发出去 send() 是不知道的，不会等待它发出去才返回的。

拓展

如果线程始终阻塞着，永远得不到资源，于是就发生了死锁。

比如A线程要X，Y资源才能继续运行，B线程也要X，Y资源才能运行，但X，Y同时只能给一个线程用（即互斥条件）用的时候其他线程又不能抢夺。

A 有 X，等待 Y。

B 有 Y，等待 X。

于是A，B发生了循环等待，造成死锁。给用户的感觉就是程序卡着不动了。

在写代码的时候要特别注意共享资源的使用，用信号量控制好，避免造成死锁。死锁的解除有个著名的银行家算法

阻塞和挂起：阻塞是被动的，比如抢不到资源。挂起是主动的，线程自己调用 suspend() 把自己退出运行态了，某些时候调用 resume() 又恢复运行。

线程执行完就会被销毁，如果不想线程被频繁的创建，销毁，怎么办？可以给线程里面写个死循环，或者让线程有任务的时候执行，没任务的时候挂起，就像iOS中的 runloop 机制一样。线程就不会随便的终止了。

2. 同步，异步

同步：在发出一个同步调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回。

异步：在发出一个异步调用后，调用者不会立刻得到结果，该调用就返回了。

同步例子

int n = func();

next();

// func() 的结果没有返回，next() 就不会执行，直到 func() 运行完。

异步例子

func(callback);

next();

...

void callback(int n) // func 结果回调

{

int k = n;

}

// func() 执行后，还没得出结果就立即返回，然后执行 next() 了

// 等到结果出来，func() 回调 callback() 通知调用者结果。

同步的定义看起来跟阻塞很像，但是同步跟阻塞是两个概念，同步调用的时候，线程不一定阻塞，调用虽然没返回，但它还是在运行状态中的，CPU很可能还在执行这段代码，而阻塞的话，它就肯定不在CPU中跑这个代码了。这就是同步和阻塞的区别。同步是肯定可以在，阻塞是肯定不在。

异步和非阻塞的定义比较像，两者的区别是异步是说调用的时候结果不会马上返回，线程可能被阻塞起来，也可能不阻塞，两者没关系。非阻塞是说调用的时候，线程肯定不会进入阻塞状态。

上面两组概念，就有4种组合。

同步阻塞调用：得不到结果不返回，线程进入阻塞态等待。

同步非阻塞调用：得不到结果不返回，线程不阻塞一直在CPU运行。

异步阻塞调用：去到别的线程，让别的线程阻塞起来等待结果，自己不阻塞。

异步非阻塞调用：去到别的线程，别的线程一直在运行，直到得出结果。

3. 并发，并行

先从定义说起，定义经过我通俗化了，原定义有点难理解。

并发是指一个时间段内，有几个程序都在同一个CPU上运行，但任意一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。

并行是指一个时间段内，有几个程序都在几个CPU上运行，任意一个时刻点上，有多个程序在同时运行，并且多道程序之间互不干扰。 两者区别如下图

并行是多个程序在多个CPU上同时运行，任意一个时刻可以有很多个程序同时运行，互不干扰。

阻塞/非阻塞， 同步/异步的概念要注意讨论的上下文：

1 .在进程通信层面， 阻塞/非阻塞， 同步/异步基本是同义词， 但是需要注意区分讨论的对象是发送方还是接收方。

发送方阻塞/非阻塞（同步/异步）和接收方的阻塞/非阻塞（同步/异步） 是互不影响的。

在 IO 系统调用层面（ IO system call ）层面， 非阻塞 IO 系统调用 和 异步 IO 系统调用存在着一定的差别， 它们都不会阻塞进程， 但是返回结果的方式和内容有所差别， 但是都属于非阻塞系统调用（ non-blocing system call ）

2. 非阻塞系统调用（non-blocking I/O system call 与 asynchronous I/O system call） 的存在可以用来实现线程级别的 I/O 并发， 与通过多进程实现的 I/O 并发相比可以减少内存消耗以及进程切换的开销。

附：PHP中同步阻塞的函数

mysql、mysqli、pdo以及其他DB操作函数sleep、usleepcurlstream、socket扩展的函数swoole_client同步模式memcache、redis扩展函数file_get_contents/fread等文件读取函数

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