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同步 異步 阻塞 非阻塞的區(qū)別

同步:函數(shù)沒有執(zhí)行完不返回,線程被掛起

阻塞:沒有收完數(shù)據(jù)函數(shù)不返回,線程也被掛起

異步:函數(shù)立即返回,通過事件或是信號通知調(diào)用者?

非阻塞:函數(shù)立即返回,通過select通知調(diào)用者?

這樣看來異步和非阻塞有什么區(qū)別呢?

異步=非阻塞?

同步是在操作系統(tǒng)層面上,阻塞是在套接字上?

Reactor是同步?Proactor是異步?

回答:

同步、異步、阻塞和非阻塞的概念

在進行網(wǎng)絡編程時,我們常常見到同步、異步、阻塞和非阻塞四種調(diào)用方式。這些方式彼此概念并不好理解。下面是我對這些術(shù)語的理解。
同步
所謂同步,就是在發(fā)出一個功能調(diào)用時,在沒有得到結(jié)果之前,該調(diào)用就不返回。按照這個定義,其實絕大多數(shù)函數(shù)都是同步調(diào)用(例如sin,?isdigit 等)。但是一般而言,我們在說同步、異步的時候,特指那些需要其他部件協(xié)作或者需要一定時間完成的任務。最常見的例子就是?SendMessage。該函數(shù)發(fā)送一個消息給某個窗口,在對方處理完消息之前,這個函數(shù)不返回。當對方處理完畢以后,該函數(shù)才把消息處理函數(shù)所返回的?LRESULT值返回給調(diào)用者。
異步
異步的概念和同步相對。當一個異步過程調(diào)用發(fā)出后,調(diào)用者不能立刻得到結(jié)果。實際處理這個調(diào)用的部件在完成后,通過狀態(tài)、通知和回調(diào)來通知調(diào)用者。以?CAsycSocket類為例(注意,CSocket從CAsyncSocket派生,但是起功能已經(jīng)由異步轉(zhuǎn)化為同步),當一個客戶端通過調(diào)用?Connect函數(shù)發(fā)出一個連接請求后,調(diào)用者線程立刻可以朝下運行。當連接真正建立起來以后,socket底層會發(fā)送一個消息通知該對象。這里提到執(zhí)行部件和調(diào)用者通過三種途徑返回結(jié)果:狀態(tài)、通知和回調(diào)。可以使用哪一種依賴于執(zhí)行部件的實現(xiàn),除非執(zhí)行部件提供多種選擇,否則不受調(diào)用者控制。如果執(zhí)行部件用狀態(tài)來通知,那么調(diào)用者就需要每隔一定時間檢查一次,效率就很低(有些初學多線程編程的人,總喜歡用一個循環(huán)去檢查某個變量的值,這其實是一種很嚴重的錯誤)。如果是使用通知的方式,效率則很高,因為執(zhí)行部件幾乎不需要做額外的操作。至于回調(diào)函數(shù),其實和通知沒太多區(qū)別。
阻塞
阻塞調(diào)用是指調(diào)用結(jié)果返回之前,當前線程會被掛起。函數(shù)只有在得到結(jié)果之后才會返回。有人也許會把阻塞調(diào)用和同步調(diào)用等同起來,實際上他是不同的。對于同步調(diào)用來說,很多時候當前線程還是激活的,只是從邏輯上當前函數(shù)沒有返回而已。例如,我們在CSocket中調(diào)用Receive函數(shù),如果緩沖區(qū)中沒有數(shù)據(jù),這個函數(shù)就會一直等待,直到有數(shù)據(jù)才返回。而此時,當前線程還會繼續(xù)處理各種各樣的消息。如果主窗口和調(diào)用函數(shù)在同一個線程中,除非你在特殊的界面操作函數(shù)中調(diào)用,其實主界面還是應該可以刷新。socket接收數(shù)據(jù)的另外一個函數(shù)recv則是一個阻塞調(diào)用的例子。當socket工作在阻塞模式的時候,如果沒有數(shù)據(jù)的情況下調(diào)用該函數(shù),則當前線程就會被掛起,直到有數(shù)據(jù)為止。
非阻塞
非阻塞和阻塞的概念相對應,指在不能立刻得到結(jié)果之前,該函數(shù)不會阻塞當前線程,而會立刻返回。
對象的阻塞模式和阻塞函數(shù)調(diào)用
對象是否處于阻塞模式和函數(shù)是不是阻塞調(diào)用有很強的相關(guān)性,但是并不是一一對應的。阻塞對象上可以有非阻塞的調(diào)用方式,我們可以通過一定的API去輪詢狀態(tài),在適當?shù)臅r候調(diào)用阻塞函數(shù),就可以避免阻塞。而對于非阻塞對象,調(diào)用特殊的函數(shù)也可以進入阻塞調(diào)用。函數(shù)select就是這樣的一個例子。

阻塞通信?

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通過重疊通信和計算在許多系統(tǒng)能提高性能。由一個智能通信控制器自動地執(zhí)行通信的系統(tǒng)是真實的。輕-重線索是取得這種重疊的一種機制。導致好性能的一個可選的機制是使用非阻塞通信。一個阻塞發(fā)送開始調(diào)用初始化這個發(fā)送操作,但不完成它。在這個消息被從這個發(fā)送緩存拷出以前,這個發(fā)送開始調(diào)用將返回。需要一個獨立的“發(fā)送完成”調(diào)用完成這個通信,例如,檢驗從發(fā)送緩存拷出的數(shù)據(jù)。用適當?shù)挠布诎l(fā)送被初始化后和它完成以前,來自發(fā)送者存儲的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可以和在發(fā)送者完成的計算同時進行。類似地,一個非阻塞“接收開始調(diào)用”初始化這個接收操作,?但不完成它。在一個消息被存入這個接收緩存以前,這個調(diào)用將返回。須要一個獨立的“接收完成”調(diào)用完成這個接收操作,并檢驗被接收到這個接收緩存的數(shù)據(jù)。用適當?shù)挠布诮邮詹僮鞒跏蓟蠛退瓿梢郧埃浇邮照叽鎯Φ臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可以和計算同時進行。非阻塞接收的使用雖著信息較早地在接收緩存位置被提供,也可以避免系統(tǒng)緩存和存儲器到存儲器拷貝。

非阻塞發(fā)送開始調(diào)用能使用與阻塞發(fā)送一樣的四種模式:?標準,?緩存,?同步和準備好模式。這些具有同樣的意義。無論一個匹配接收是否已登入,能開始除“準備好”以外的所有模式的發(fā)送;只要一個匹配接收已登入,就能開始一個非阻塞“準備好”發(fā)送。在所有情況下,發(fā)送開始調(diào)用是局部的:無論其它進程的狀態(tài)如何,它立刻返回。如果這個調(diào)用使得一些系統(tǒng)資源用完,那么它將失敗并返回一個錯誤代碼。高質(zhì)量的MPI實現(xiàn)應保證這種情況只在“病態(tài)”時發(fā)生。即,一個MPI實現(xiàn)將能支持大數(shù)量掛起非阻塞操作。  

當數(shù)據(jù)已被從發(fā)送緩存拷出時,這個發(fā)送完成調(diào)用返回。它可以帶有附加的意義,這取決于發(fā)送模式。  

如果發(fā)送模式是“同步的”,那么只有一個匹配接收已開始這個發(fā)送才能完成。即,一個接收已被登入,并已和這個發(fā)送匹配。這時,這個發(fā)送完成調(diào)用是非局部的。注意,在接收完成調(diào)用發(fā)生以前,如果一個同步、非阻塞發(fā)送和一個非阻塞接收匹配,?它可以完成。(發(fā)送者一“知道”轉(zhuǎn)換將結(jié)束,它就能完成,但在接收者 “知道”轉(zhuǎn)換將結(jié)束以前)。  

如果發(fā)送模式是“緩存”,并沒有掛起接收,那么消息必須被緩存。這時,發(fā)送完成調(diào)用是局部的,而且無論一個匹配接收的狀態(tài)如何,它必須成功。  

如果發(fā)送模式是標準的,同時這個消息被緩存,那么在一個匹配接收發(fā)生以前,發(fā)送結(jié)束調(diào)用可以返回。另一方面,發(fā)送完成直到一個匹配接收發(fā)生才可以完成,并且這個消息已被拷到接收緩存。  

非阻塞發(fā)送能被用阻塞接收匹配,反過來也可以。?  

給用戶的建議.?一個發(fā)送操作的完成,?對于標準模式可以被延遲,?對于同部模式必須延遲,?直到一個匹配接收登入。這兩種情況下非阻塞發(fā)送的使用允許發(fā)送者提前于接收者進行,以便在兩進程的速度方面,計算更容忍波動。  

緩存和準備好模式中的非阻塞發(fā)送有一個更有限的影響。一可能一個非阻塞發(fā)送將返回,而一個阻塞發(fā)送將在數(shù)據(jù)被從發(fā)送者存儲拷出后返回。只要在數(shù)據(jù)拷貝能和計算同時的情況下,非阻塞發(fā)送的使用有優(yōu)點。  

消息發(fā)送模式隱含著由發(fā)送者初始化通信。當發(fā)送者初始化通信(數(shù)據(jù)被直接移到接收緩存,?并不要求排隊一個掛起發(fā)送請求)?時,如果一個接收已登入,這個通信一般將有較低的額外負擔。但是,只在匹配發(fā)送已發(fā)生后,一個接收操作能完成。當非阻塞接收等待發(fā)送時,沒有阻塞接收,它的使用允許得到較低的通信額外負擔。(給用戶的建議結(jié)束)。

posted on 2007-01-09 11:06 大龍 閱讀(1159) 評論(2)  編輯 收藏 引用

評論

# re: 同步 異步 阻塞 非阻塞的區(qū)別 2008-01-02 10:52 vistor

Good  回復  更多評論   

# re: 同步 異步 阻塞 非阻塞的區(qū)別 2008-01-03 20:37 秦歌

頂!  回復  更多評論   


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