"女票"竟然问我什么是同步、异步、阻塞、非阻塞？

1 故事的起源

哈喽，小伙伴们，大家好，我是阿沐！

大家应该看标题就知道了，今天要通过大白话+图形跟我女票(哪里来的女票？假想一下)讲解同步、异步、阻塞、非阻塞、并行、并发的理解。我女票是一个爱问问题的人，最喜欢没事问计算机方面的，尽管她是一名数学教师，尽管她学过计算机编程；但是我认为她啥都不会，有时候在我烦躁的问我，我会冲她发脾气，这里呢，认认真真(当面)跟女票道个歉，她纯粹是想帮我分忧解难。

今天就跟我女票唠一唠这个话题。

大家如果感兴趣，微信搜索「我是阿沐」关注我这枚有点神经但乐观的程序员~

2 什么是阻塞、非阻塞、同步、异步？

“老公我之前看你天天看操作系统的书的目录有阻塞和非阻塞，是个啥子意思嘛？是不是像我们平常坐地铁，有时候高峰期地铁🚇被堵了坐不上，有时候人又很少然后又不堵车了？”。你说说是啥意思嘛，是不是这样啊，撒个娇。

有这个点的意思，但是你这个只是片面的意思，我给你画图看看吧，这样你就一眼明白了。「我向来经受不住女生撒娇的」

“从上面图形能看出来什么嘛？可以知道整体的流程是什么样子嘛？”，我对着女票问到

“老公，我看到了，看出来了”，女票兴奋激动的说道。

“快说说你看到什么了，难道我画的图结构这么清晰的嘛？我还以为你英文不咋地看不懂呢？”，我一脸期待的等着，脸上洋溢的微笑，我看到来自女票肯定的目光。

”老公你这个图画的挺好看的，用啥软件画的啊，好清晰哦！“，一脸崇拜的对我说。

”嚯嚯嚯，原来你看到的是这个啊！“，一盆冷水浇在了我的头上，冷冰冰的，女票你这是在侮辱我的画作；我还是对着图跟你讲一遍吧。

介绍一下图 1：

1）read用户请求调用read后，用户线程被阻塞。

2）no ready data内核没有准备好的数据。

3）data to cache准备好的数据放到内核缓存区。

1. kernel copies data to user内核缓存区拷贝数据到用户空间。

5）copy data complete 数据拷贝完成返回给调用方使用

这么看来用户发起一个请求后，用户线程就会一直被阻塞，要等到内核把数据整理好拷贝给用户缓存区以后，请求才能拿到数据使用。整体的流程就是：内核从磁盘读数据进入内核缓存区；然后再把数据拷贝到用户缓存区；整个流程都处于阻塞状态中，必须一致进行下去，拿到结果才算完成一个请求。

总结阻塞是指：在请求调用拿到结果返回之前，当前的线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会被唤醒执行后续的操作。

介绍一下图 2：

基本逻辑跟阻塞一致，唯一不同的是：它多出了几次read请求(即轮询请求)。对，非阻塞主要就是体现在这里。

”那它是怎么体现出来的呢，老公可以举个简单的例子给我听听嘛，你专业术语我不是很明白“，一脸困惑迷茫的看着我。

举个例子论证给你听听：

例如：你坐地铁的时候，突然在安检门那边有个阿姨跟安检员吵起架了，阿姨扬言：”今天你要是不给老子一个说法，我跟你没玩，谁也别想过去“。阿姨搬个小板凳堵住门口，坐在哪里扣手机，时不时的询问那个安检员，这事怎么解决？那么这整个过程对于阿姨来说就是一个非阻塞操作。一边玩手机一边问安检员解决方案，说白了就是：你再等待解决方案的同时也没有闲着，可以在这个间隔时间期间做其他的事情，等到解决方案出来了，就完成了整个流程。

这里最后一步read操作是一个同步的一个过程，是需要线程去等待的过程；原因就是内核准备好了数据，要把数据拷贝到用户缓存区。

总结非阻塞是指：在调用结果没有返回之前，该调用不会阻塞住当前线程。

同步

同步是指：用户发起一个请求，知道请求结果返回之后，才会进行下一步的操作逻辑。必须一件事一件事的去完成，只有前一个事情做完了，才轮到去做下面的事情。

例如：我们在疫情期间，去公园玩还是商场，我们都要通过“穗康码”登录，进行姓名、身份证进行实名认证，那么用户只有等待实名认证api有了响应结果，我们才能进行后续的扫码验证通过才能继续后面的事情。

异步

异步跟同步恰恰相反，两者的主要区别就是在于：是否需要等待结果集返回。用户进行读或者写操作后，将立刻返回，传入回调函数(callblack)，然后内核开始去读取数据以及拷贝数据工作，完成之后通过回调函数用户可以立即处理数据(这个时候数据已经被复制到用户缓存区，不需要在获取)。

用通俗易懂的语言描述：

• 阻塞/非阻塞：区别在于发起请求的人目前的线程/进程状态。一个是请求一直处于阻塞状态，用户什么都不能做；一个是用户在请求过程中可以做其他的，然后再等待结果。
• 同步/异步：表示用户请求完成的方式，如果最终是由用户自己完成的，那么表示是同步；如果不是由自己完成而是别人完成之后通知用户接收的就是异步。主页术语区别：数据从内核拷贝到空户空间是否由用户线程来完成的

3 什么又是并行和并发呢？

女票的问题越来越有意思了，听我慢慢说哈，这里并行和并发经常会引起大家的误解，不少人区分不出来两者的差别在哪里？

其实但凡做过一些大型的项目，直播、电商、在线教育等等这种大型项目，第一个问题就是怎么解决并发，估计面试要是逃不掉的三高：高并发、高性能、高可用。

并发和并行的区别程度还是蛮高的：主要就是看它是不是同时(PS：大学应该都会过计算机操作系统吧，前几页应该就有介绍并发和并行)

并发是指多个事件在同一时间间隔发生，而并行是指多个事件在同一时刻发生。言外之意：并发描述某个时间段，并行描述某个时间点

并行：当我们的cup是多核时，就能出现一个cpu在执行一个线程的同时，另外一个cpu可以执行另一个线程，它们两个相互不争抢cpu资源，在同一时刻，可以同时执行多种任务。

并发：当系统存在多个任务操作时，cpu会把运行时间分成多个时间段，然后分配个各个任务去执行，来回切换上下文，按照时间片来执行任务。

举例：

早上去公司吃早餐：早餐有小米粥、包子、豆浆、炒面，在规定的时间内，一会喝口粥、一会吃口包子、再一会吃口炒面，就这样来来回回的切换吃完了早餐 - 并发

吃早餐时发现你旁边同事跟你在同时吃早餐，互不影响，这就是一个并行的操作。

“哦哦哦，原来是这样啊，这计算机的概念是真的饶人啊，太难看懂了，还好有你能帮我白话一番。”，看着她那啥样子，我就想说这书上都有的概念，只要在实际项目中，遇到解决才能真正的理解这些。

最后总结

阻塞/非阻塞：主要是看应用程序等待消息通知的状态来看。阻塞当前线程被挂起，线程什么事情都不能做，只能等待有结果返回才能继续做下一件事情。非阻塞：在没有获取到结果时，可以继续做下面的事情；如果是同步非阻塞，就会通过轮询方式检查结果是否已经返回，否则就坐等通知，然后回调处理。

同步/异步：同步即是必须要等当前请求处理完才会直接返回结构，调用者在主动等待结果集。异步：用户发起请求后，被调用者直接返回结构，等待数据完成之后，通过回调函数或者状态的形式通知调用者接受数据处理，那么调用者处于被动接收结果集。这就是说为什么很多并发情况下，大家选择异步去处理业务逻辑。

这篇文章主要是讲下同步、异步、阻塞、非阻塞、并发、并行的概念性，并且通过实际的画图来解说他们到底是怎样的一种情况。可能大家在大学的时候学过《计算机组成原理》和《计算机操作系统》，这样就可以回顾看下了解下，毕竟面试的时候无论前端还是后端岗位都是必不可少的面试问题。

以上皆为个人对同步/异步/阻塞/非阻塞/并行/并发的理解，如有错误欢迎评论区指正。

参考文献

《计算机操作系统》

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好了，我是阿沐，一个不想30岁就被淘汰的打工人 ⛽️ ⛽️ ⛽️ 。