原文鏈接：http://www.tkk7.com/andyelvis/archive/2009/05/16/271012.html
首先來解釋同步和異步的概念,這兩個概念與消息的通知機制有關(guān).
舉個例子,比如我去銀行辦理業(yè)務(wù),可能選擇排隊等候,也可能取一個小紙條上面有我的號碼,等到排到我這一號時由柜臺的人通知我輪到我去辦理業(yè)務(wù)了.
前者(排隊等候)就是同步等待消息,而后者(等待別人通知)就是異步等待消息.在異步消息處理中,等待消息者(在這個例子中就是等待辦理業(yè)務(wù)的人)往往注冊一個回調(diào)機制,在所等待的事件被觸發(fā)時由觸發(fā)方(在這里是柜臺的人)通過某種機制(在這里是寫在小紙條上的號碼)找到等待該事件的人.
而在實際的程序中,同步消息處理就好比簡單的read/write操作,它們需要等待這兩個操作成功才能返回;而異步處理機制就是類似于select/poll之類的多路復(fù)用IO操作,當(dāng)所關(guān)注的消息被觸發(fā)時,由消息觸發(fā)機制通知觸發(fā)對消息的處理.
其次再來解釋一下阻塞和非阻塞,這兩個概念與程序等待消息(無所謂同步或者異步)時的狀態(tài)有關(guān).
繼續(xù)上面的那個例子,不論是排隊還是使用號碼等待通知,如果在這個等待的過程中,等待者除了等待消息之外不能做其它的事情,那么該機制就是阻塞的,表現(xiàn)在程序中,也就是該程序一直阻塞在該函數(shù)調(diào)用處不能繼續(xù)往下執(zhí)行.相反,有的人喜歡在銀行辦理這些業(yè)務(wù)的時候一邊打打電話發(fā)發(fā)短信一邊等待,這樣的狀態(tài)就是非阻塞的,因為他(等待者)沒有阻塞在這個消息通知上,而是一邊做自己的事情一邊等待.
但是需要注意了,第一種同步非阻塞形式實際上是效率低下的,想象一下你一邊打著電話一邊還需要抬頭看到底隊伍排到你了沒有,如果把打電話和觀察排隊的位置看成是程序的兩個操作的話,這個程序需要在這兩種不同的行為之間來回的切換,效率可想而知是低下的;而后者,異步非阻塞形式卻沒有這樣的問題,因為打電話是你(等待者)的事情,而通知你則是柜臺(消息觸發(fā)機制)的事情,程序沒有在兩種不同的操作中來回切換.
很多人會把同步和阻塞混淆,我想是因為很多時候同步操作會以阻塞的形式表現(xiàn)出來,比如很多人會寫阻塞的read/write操作,但是別忘了可以對fd設(shè)置O_NONBLOCK標(biāo)志位,這樣就可以將同步操作變成非阻塞的了;同樣的,很多人也會把異步和非阻塞混淆,因為異步操作一般都不會在真正的IO操作處被阻塞,比如如果用select函數(shù),當(dāng)select返回可讀時再去read一般都不會被阻塞,就好比當(dāng)你的號碼排到時一般都是在你之前已經(jīng)沒有人了,所以你再去柜臺辦理業(yè)務(wù)就不會被阻塞.
可見,同步/異步與阻塞/非阻塞是兩組不同的概念,它們可以共存組合,也可以參見這里:
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/
同步和異步:上面提到過,同步和異步僅僅是關(guān)于所關(guān)注的消息如何通知的機制,而不是處理消息的機制.也就是說,同步的情況下,是由處理消息者自己去等待消息是否被觸發(fā),而異步的情況下是由觸發(fā)機制來通知處理消息者。
所以在異步機制中,處理消息者和觸發(fā)機制之間就需要一個連接的橋梁,在我們舉的例子中這個橋梁就是小紙條上面的號碼,而在select/poll等IO多路復(fù)用機制中就是fd,當(dāng)消息被觸發(fā)時,觸發(fā)機制通過fd找到處理該fd的處理函數(shù).
請注意理解消息通知和處理消息這兩個概念,這是理解這個問題的關(guān)鍵所在.還是回到上面的例子,輪到你辦理業(yè)務(wù)這個就是你關(guān)注的消息,而去辦理業(yè)務(wù)就是對這個消息的處理,兩者是有區(qū)別的.而在真實的IO操作時,所關(guān)注的消息就是該fd是否可讀寫,而對消息的處理就是對這個fd進行讀寫.同步/異步僅僅關(guān)注的是如何通知消息,它們對如何處理消息并不關(guān)心,好比說,銀行的人僅僅通知你輪到你辦理業(yè)務(wù)了,而如何辦理業(yè)務(wù)他們是不知道的.
而很多人之所以把同步和阻塞混淆,我想也是因為沒有區(qū)分這兩個概念,比如阻塞的read/write操作中,其實是把消息通知和處理消息結(jié)合在了一起,在這里所關(guān)注的消息就是fd是否可讀/寫,而處理消息則是對fd讀/寫.當(dāng)我們將這個fd設(shè)置為非阻塞的時候,read/write操作就不會在等待消息通知這里阻塞,如果fd不可讀/寫則操作立即返回.
很多人又會問了,異步操作不會是阻塞的吧?已經(jīng)通知了有消息可以處理了就一定不是阻塞的了吧?
其實異步操作是可以被阻塞住的,只不過通常不是在處理消息時阻塞,而是在等待消息被觸發(fā)時被阻塞.比如select函數(shù),假如傳入的最后一個timeout參數(shù)為NULL,那么如果所關(guān)注的事件沒有一個被觸發(fā),程序就會一直阻塞在這個select調(diào)用處.而如果使用異步非阻塞的情況,比如aio_*組的操作,當(dāng)我發(fā)起一個aio_read操作時,函數(shù)會馬上返回不會被阻塞,當(dāng)所關(guān)注的事件被觸發(fā)時會調(diào)用之前注冊的回調(diào)函數(shù)進行處理,具體可以參見我上面的連接給出的那篇文章.回到上面的例子中,如果在銀行等待辦理業(yè)務(wù)的人采用的是異步的方式去等待消息被觸發(fā),也就是領(lǐng)了一張小紙條,假如在這段時間里他不能離開銀行做其它的事情,那么很顯然,這個人被阻塞在了這個等待的操作上面;但是呢,這個人突然發(fā)覺自己煙癮犯了,需要出去抽根煙,于是他告訴大堂經(jīng)理說,排到我這個號碼的時候麻煩到外面通知我一下(注冊一個回調(diào)函數(shù)),那么他就沒有被阻塞在這個等待的操作上面,自然這個就是異步+非阻塞的方式了.
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生活就像打牌，不是要抓一手好牌，而是要盡力打好一手爛牌。
posted on 2010-03-10 14:54
Paul Lin 閱讀(2642)
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