干貨 | 什么是同步異步？什么是阻塞非阻塞？
[導(dǎo)讀]自從發(fā)布《你管這破玩意叫IO多路復(fù)用》之后，我發(fā)現(xiàn)讀者問得最多的問題是，可不可以寫篇文章解釋下什么是同步異步，阻塞非阻塞，老是傻傻分不清。我一開始也是非常困惑，尤其是看網(wǎng)上一些“生動(dòng)形象”的例子，比如燒水壺。但現(xiàn)在我感覺這個(gè)問題又沒什么好說(shuō)的，不知道是不是我理解得有點(diǎn)膚淺，那我試...
自從發(fā)布《你管這破玩意叫 IO 多路復(fù)用》之后，我發(fā)現(xiàn)讀者問得最多的問題是，可不可以寫篇文章解釋下什么是同步異步，阻塞非阻塞，老是傻傻分不清。
我一開始也是非常困惑，尤其是看網(wǎng)上一些“生動(dòng)形象”的例子，比如燒水壺。但現(xiàn)在我感覺這個(gè)問題又沒什么好說(shuō)的，不知道是不是我理解得有點(diǎn)膚淺，那我試著解釋一下。同步和異步，描述的是調(diào)用者，要不要主動(dòng)等待函數(shù)的返回值。這個(gè)就是同步
好了，我覺得到這里就解釋清楚了，真沒啥說(shuō)的呀。至于特別多的人有困惑的地方，我總結(jié)出可能有三點(diǎn)。
比如阻塞這個(gè)詞，用法太多了，你看下面這些句子。這個(gè)函數(shù)是阻塞的。這是個(gè)阻塞函數(shù)。這個(gè)方法調(diào)用的過程中因?yàn)橛?IO 事件被阻塞了。這個(gè)函數(shù)阻塞了主線程。這些句子要是真的糾結(jié)起來(lái)，那就壞了，總有你覺得怪怪的地方。因?yàn)橛眠@個(gè)詞的人，可能僅僅是表達(dá)出一個(gè)，該線程因?yàn)槟承┦伦尦隽?CPU 資源暫時(shí)不往下走了的意思，即可。而且事實(shí)也是如此，沒人細(xì)摳這個(gè)詞究竟表示個(gè)啥意思。至于你還是糾結(jié)怎么辦呢？建議你看一看一個(gè)函數(shù)在最最最最底層，到底是怎么阻塞的，也就是怎么讓出 CPU 資源的，源碼長(zhǎng)什么樣子。這里我也寫過一篇文章帶你看內(nèi)核源碼去解釋這個(gè)問題，叫《究竟什么是阻塞》。我相信你看完之后，如果真的理解了，就再也不會(huì)糾結(jié)這些句子啥意思了，自己用阻塞這個(gè)詞也會(huì)隨性起來(lái)，你會(huì)覺得一頓花里胡哨解釋阻塞不阻塞的那些人好不可思議。
比如 epoll 這個(gè)函數(shù)，它是 IO 多路復(fù)用的一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)，好多人背誦 IO 模型八股文的時(shí)候都受過它的折磨。你會(huì)看到有的地方說(shuō)，epoll 底層實(shí)現(xiàn) IO 事件響應(yīng)時(shí)，是異步的，這也是同 select 和 poll 的一個(gè)區(qū)別。你又會(huì)看到有的地方說(shuō)，epoll 是同步非阻塞 IO，因?yàn)槎嗦窂?fù)用在 IO 模型里就是站在同步非阻塞的地方嘛，那 epoll 也是多路復(fù)用那自然是同步的呀，剛剛怎么說(shuō)是異步的呢。然后你又會(huì)看到，說(shuō) netty 是是一個(gè) IO 框架，是異步 IO 模型，可是 netty 底層用的就是 epoll 啊，那 epoll 也是異步的咯。我天，一會(huì)說(shuō)異步，一會(huì)又說(shuō)同步，一會(huì)又說(shuō)異步，到底他喵的是啥??？這就是層級(jí)問題了。先不拿同步異步說(shuō)，這個(gè)第三點(diǎn)的時(shí)候再講，先拿阻塞和非阻塞說(shuō)。一個(gè)函數(shù)是非阻塞的，那我用另一個(gè)函數(shù)把它包起來(lái)，對(duì)外提供一個(gè)阻塞的函數(shù)可不可以？當(dāng)然可以。
我再包一層新函數(shù)，對(duì)外又提供了一個(gè)非阻塞的函數(shù)，可不可以？當(dāng)然也可以，所以你看到說(shuō)啥啥啥同步異步阻塞非阻塞時(shí)，一定要知道人家在說(shuō)哪一層。不談哪一層就開始和別人爭(zhēng)論這個(gè)東西是阻塞還是非阻塞，同步還是異步，基本都是在耍流氓。關(guān)于 epoll 的原理，我是理解不到太深，如果你有耐心，可以看飛哥帶你一行一行源碼讀 epoll 的文章，《深度揭秘 epoll 是如何實(shí)現(xiàn) IO 多路復(fù)用的》。
有的時(shí)候，意思對(duì)了就行，你看有的人會(huì)說(shuō)，select，poll，epoll 這些函數(shù)都是同步的，IO 有就緒的時(shí)候才會(huì)返回，沒有的時(shí)候會(huì)一直阻塞在那里直到有就緒的返回為止。
那照我剛剛說(shuō)的，同步異步是描述調(diào)用者是否主動(dòng)等待返回值，阻塞非阻塞才是描述函數(shù)本身要立即返回還是將線程掛起一會(huì)。那就不對(duì)了呀，怎么能說(shuō) select 這些函數(shù)是同步的呢？應(yīng)該說(shuō)他們是阻塞的呀。路走窄了呀兄弟，很多技術(shù)交流是沒那么在乎這些細(xì)節(jié)的，意思對(duì)了就行。而且 select 這種函數(shù)確實(shí)是阻塞的，而且調(diào)用方是要關(guān)心人家的返回值，并且在后面的邏輯中用到的，那只能用同步方式調(diào)用啊。當(dāng)然，關(guān)心返回結(jié)果，也可以異步調(diào)用，然后注冊(cè)一個(gè)回調(diào)函數(shù)來(lái)關(guān)心返回后的邏輯，但人家 select 沒提供回調(diào)函數(shù)注冊(cè)的功能啊。哦當(dāng)然，也可以通過像 Java 的 Future 這種方式異步獲取返回值，但沒必要啊。所以，當(dāng)有人說(shuō) select 是同步函數(shù)，也沒啥毛病，表達(dá)的意思對(duì)了就行。
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千言萬(wàn)語(yǔ)，總結(jié)成一句話就是，當(dāng)你底層的細(xì)節(jié)達(dá)到了源碼級(jí)的理解后，所有這些詞你將不再糾結(jié)，也不再困惑，而且很多時(shí)候，知道意思對(duì)了就行，至于說(shuō)阻塞非阻塞、同步異步，甚至是等待、掛起、讓出，這些詞也是表達(dá)的意思丟了就行，一切在源碼面前，都不再是秘密。建議多讀源碼，少看垃圾博文。所以其實(shí)如果你老是困惑這幾個(gè)詞的區(qū)別，其實(shí)你缺乏的可能是對(duì)底層的一些系統(tǒng)了解。然后解決這個(gè)問題的唯一辦法就是花時(shí)間把底下的東西搞清楚，搞得模模糊糊的地方就去摳源碼，一點(diǎn)點(diǎn)摳就完事了，別怕耽誤時(shí)間。你耽誤的時(shí)間，在后面遇到問題的時(shí)候，都會(huì)給你找回來(lái)的。而且這個(gè)東西不能一口吃成個(gè)胖子，我以前就老想著一口吃個(gè)胖子，想盡快把一個(gè)大塊問題看懂，但反而耽誤時(shí)間，總是一遍遍從頭看起。
后來(lái)就老實(shí)了，一點(diǎn)點(diǎn)看，看懂一點(diǎn)再看下一個(gè)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)會(huì)越來(lái)越快的。同時(shí)這個(gè)公眾號(hào)也希望能一直保持，給大家講最本質(zhì)的東西，不浮于表面，我們一起努力吧！
我一開始也是非常困惑，尤其是看網(wǎng)上一些“生動(dòng)形象”的例子，比如燒水壺。但現(xiàn)在我感覺這個(gè)問題又沒什么好說(shuō)的，不知道是不是我理解得有點(diǎn)膚淺，那我試著解釋一下。同步和異步，描述的是調(diào)用者，要不要主動(dòng)等待函數(shù)的返回值。這個(gè)就是同步
public?static?void?main()?{
????int?result?=?doSomeThing();
}
這個(gè)就是異步public?static?void?main()?{
????new?Thread(()?->?{
????????int?result?=?doSomeThing();????
????})
}當(dāng)然，異步可以配合回調(diào)機(jī)制，但這就和同步異步本身的區(qū)別沒啥關(guān)系了，添枝加葉的東西而已。再說(shuō)阻塞和非阻塞，描述的是函數(shù)本身，在等待某一事件的結(jié)果時(shí)，是將線程掛起，還是立即返回一個(gè)未就緒等信息。一般都是描述 IO 等，也別想其他的了，比如一個(gè)讀取磁盤數(shù)據(jù)的函數(shù)。這個(gè)就是阻塞public?void?int?read(byte[]?buffer)?{
????while(磁盤未就緒)?{
????????將當(dāng)前線程掛起并讓出?CPU;
????}
????//?此時(shí)磁盤已就緒
????真正去讀數(shù)據(jù)到?buffer?中
????return?讀到的字節(jié)數(shù);
}這個(gè)就是非阻塞public?void?int?read(byte[]?buffer)?{
????if(磁盤未就緒)?{
????????//?立刻返回
????????return?-1;
????}
????真正去讀數(shù)據(jù)到?buffer?中
????return?讀到的字節(jié)數(shù);
}
至于這個(gè)函數(shù)被調(diào)用者用同步還是異步的方式調(diào)用，都不影響這個(gè)函數(shù)本身是阻塞還是非阻塞的性質(zhì)。好了，我覺得到這里就解釋清楚了，真沒啥說(shuō)的呀。至于特別多的人有困惑的地方，我總結(jié)出可能有三點(diǎn)。
第一，分不清語(yǔ)境
比如阻塞這個(gè)詞，用法太多了，你看下面這些句子。這個(gè)函數(shù)是阻塞的。這是個(gè)阻塞函數(shù)。這個(gè)方法調(diào)用的過程中因?yàn)橛?IO 事件被阻塞了。這個(gè)函數(shù)阻塞了主線程。這些句子要是真的糾結(jié)起來(lái)，那就壞了，總有你覺得怪怪的地方。因?yàn)橛眠@個(gè)詞的人，可能僅僅是表達(dá)出一個(gè)，該線程因?yàn)槟承┦伦尦隽?CPU 資源暫時(shí)不往下走了的意思，即可。而且事實(shí)也是如此，沒人細(xì)摳這個(gè)詞究竟表示個(gè)啥意思。至于你還是糾結(jié)怎么辦呢？建議你看一看一個(gè)函數(shù)在最最最最底層，到底是怎么阻塞的，也就是怎么讓出 CPU 資源的，源碼長(zhǎng)什么樣子。這里我也寫過一篇文章帶你看內(nèi)核源碼去解釋這個(gè)問題，叫《究竟什么是阻塞》。我相信你看完之后，如果真的理解了，就再也不會(huì)糾結(jié)這些句子啥意思了，自己用阻塞這個(gè)詞也會(huì)隨性起來(lái)，你會(huì)覺得一頓花里胡哨解釋阻塞不阻塞的那些人好不可思議。
第二，分不清層級(jí)
比如 epoll 這個(gè)函數(shù)，它是 IO 多路復(fù)用的一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)，好多人背誦 IO 模型八股文的時(shí)候都受過它的折磨。你會(huì)看到有的地方說(shuō)，epoll 底層實(shí)現(xiàn) IO 事件響應(yīng)時(shí)，是異步的，這也是同 select 和 poll 的一個(gè)區(qū)別。你又會(huì)看到有的地方說(shuō)，epoll 是同步非阻塞 IO，因?yàn)槎嗦窂?fù)用在 IO 模型里就是站在同步非阻塞的地方嘛，那 epoll 也是多路復(fù)用那自然是同步的呀，剛剛怎么說(shuō)是異步的呢。然后你又會(huì)看到，說(shuō) netty 是是一個(gè) IO 框架，是異步 IO 模型，可是 netty 底層用的就是 epoll 啊，那 epoll 也是異步的咯。我天，一會(huì)說(shuō)異步，一會(huì)又說(shuō)同步，一會(huì)又說(shuō)異步，到底他喵的是啥??？這就是層級(jí)問題了。先不拿同步異步說(shuō)，這個(gè)第三點(diǎn)的時(shí)候再講，先拿阻塞和非阻塞說(shuō)。一個(gè)函數(shù)是非阻塞的，那我用另一個(gè)函數(shù)把它包起來(lái)，對(duì)外提供一個(gè)阻塞的函數(shù)可不可以？當(dāng)然可以。
//?這是個(gè)非阻塞的函數(shù)
public?void?int?read(byte[]?buffer)?{
????if(磁盤未就緒)?{
????????//?立刻返回
????????return?-1;
????}
????真正去讀數(shù)據(jù)到?buffer?中
????return?讀到的字節(jié)數(shù);
}
//?包一層，變成阻塞的
public?void?int?read2(byte[]?buffer)?{
????int?result;
????while((result?=?read(buffer))?==?-1)?{
????????將線程掛起并讓出?CPU?資源
????}
????//?此時(shí)已讀到數(shù)據(jù)
????return?result;
}
順便說(shuō)一句，IO 多路復(fù)用里的 select 就是這么玩的，只不過人家是一組 IO 事件，這里只是一個(gè)。我再包一層新函數(shù)，對(duì)外又提供了一個(gè)非阻塞的函數(shù)，可不可以？當(dāng)然也可以，所以你看到說(shuō)啥啥啥同步異步阻塞非阻塞時(shí)，一定要知道人家在說(shuō)哪一層。不談哪一層就開始和別人爭(zhēng)論這個(gè)東西是阻塞還是非阻塞，同步還是異步，基本都是在耍流氓。關(guān)于 epoll 的原理，我是理解不到太深，如果你有耐心，可以看飛哥帶你一行一行源碼讀 epoll 的文章，《深度揭秘 epoll 是如何實(shí)現(xiàn) IO 多路復(fù)用的》。
第三，隨意一點(diǎn)嘛
有的時(shí)候，意思對(duì)了就行，你看有的人會(huì)說(shuō)，select，poll，epoll 這些函數(shù)都是同步的，IO 有就緒的時(shí)候才會(huì)返回，沒有的時(shí)候會(huì)一直阻塞在那里直到有就緒的返回為止。
那照我剛剛說(shuō)的，同步異步是描述調(diào)用者是否主動(dòng)等待返回值，阻塞非阻塞才是描述函數(shù)本身要立即返回還是將線程掛起一會(huì)。那就不對(duì)了呀，怎么能說(shuō) select 這些函數(shù)是同步的呢？應(yīng)該說(shuō)他們是阻塞的呀。路走窄了呀兄弟，很多技術(shù)交流是沒那么在乎這些細(xì)節(jié)的，意思對(duì)了就行。而且 select 這種函數(shù)確實(shí)是阻塞的，而且調(diào)用方是要關(guān)心人家的返回值，并且在后面的邏輯中用到的，那只能用同步方式調(diào)用啊。當(dāng)然，關(guān)心返回結(jié)果，也可以異步調(diào)用，然后注冊(cè)一個(gè)回調(diào)函數(shù)來(lái)關(guān)心返回后的邏輯，但人家 select 沒提供回調(diào)函數(shù)注冊(cè)的功能啊。哦當(dāng)然，也可以通過像 Java 的 Future 這種方式異步獲取返回值，但沒必要啊。所以，當(dāng)有人說(shuō) select 是同步函數(shù)，也沒啥毛病，表達(dá)的意思對(duì)了就行。
----- 華麗的分割線 ----
千言萬(wàn)語(yǔ)，總結(jié)成一句話就是，當(dāng)你底層的細(xì)節(jié)達(dá)到了源碼級(jí)的理解后，所有這些詞你將不再糾結(jié)，也不再困惑，而且很多時(shí)候，知道意思對(duì)了就行，至于說(shuō)阻塞非阻塞、同步異步，甚至是等待、掛起、讓出，這些詞也是表達(dá)的意思丟了就行，一切在源碼面前，都不再是秘密。建議多讀源碼，少看垃圾博文。所以其實(shí)如果你老是困惑這幾個(gè)詞的區(qū)別，其實(shí)你缺乏的可能是對(duì)底層的一些系統(tǒng)了解。然后解決這個(gè)問題的唯一辦法就是花時(shí)間把底下的東西搞清楚，搞得模模糊糊的地方就去摳源碼，一點(diǎn)點(diǎn)摳就完事了，別怕耽誤時(shí)間。你耽誤的時(shí)間，在后面遇到問題的時(shí)候，都會(huì)給你找回來(lái)的。而且這個(gè)東西不能一口吃成個(gè)胖子，我以前就老想著一口吃個(gè)胖子，想盡快把一個(gè)大塊問題看懂，但反而耽誤時(shí)間，總是一遍遍從頭看起。
后來(lái)就老實(shí)了，一點(diǎn)點(diǎn)看，看懂一點(diǎn)再看下一個(gè)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)會(huì)越來(lái)越快的。同時(shí)這個(gè)公眾號(hào)也希望能一直保持，給大家講最本質(zhì)的東西，不浮于表面，我們一起努力吧！
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