一篇文章搞懂同步与异步、阻塞与非阻塞

一篇文章搞懂同步与异步、阻塞与非阻塞-mikechen的互联网架构

要想掌握好Java NIO需要涉及了解同步与异步、阻塞与非阻塞,本文通过相关例子让你深入理解其本质@mikechen

阻塞

阻塞与非阻塞是对同一个线程来说的,在某个时刻,线程要么处于阻塞,要么处于非阻塞。

阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起,调用线程只有在得到结果之后才会返回。

举一个例子:当一个线程调用read()或者write()方法时,该线程将被阻塞,直到有一些数据读取或者被写入,在此期间,该线程不能执行其它任何任务。

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在完成网络通信进行IO操作时,由于线程会阻塞,所以服务器端必须为每个客户端都提供一个独立的线程进行处理,当服务器端需要处理大量的客户端时,性能急剧下降。

 

非阻塞

非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前,该调用不会阻塞当前线程。

举一个例子:当线程从某个通道进行读写数据时,若没有数据可以使用时,该线程会立即返回,执行其它的任务。

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线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作,所以单独的线程可以管理多个输入和输出通道。

 

阻塞VS非阻塞

区别

阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果(消息,返回值)时的状态。

阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起,调用线程只有在得到结果之后才会返回。

非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前,该调用不会阻塞当前线程。

 

性能

阻塞模式下,一个线程只能处理一项任务,要想提高吞吐量必须通过多线程。

非阻塞模式下,一个线程永远在执行计算操作,这个线程所使用的 CPU 核心利用率永远是 100%,I/O 以事件的方式通知。

在阻塞模式下,多线程往往能提高系统吞吐量,因为一个线程阻塞时还有其他线程在工作,多线程可以让 CPU 资源不被阻塞中的线程浪费。

而在非阻塞模式下,线程不会被 I/O 阻塞,永远在利用 CPU。多线程带来的好处仅仅是在多核 CPU 的情况下利用更多的核。

 

同步

所谓同步,就是发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回或继续执行后续操作,如下图所示:

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客户端必须等待服务器端的响应,在等待的期间客户端不能做其他操作。

举个例子来说,一家餐厅吧来了5个客人,同步的意思就是说,来第一个点菜,点了个鱼,好, 厨师去捉鱼杀鱼,过了半小时鱼好了给第一位客人,开始下位一位客人,就这样一个一个来,按顺序来。

简单来说,同步就是必须一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事

 

异步

异步与同步相对,当一个异步过程调用发出后,调用者在没有得到结果之前,就可以继续执行后续操作,如下图所示:

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客户端不需要等待服务器端的响应。在服务器处理请求的过程中,客户端可以进行其他的操作。

举一个例子:B/S模式中的ajax请求,具体过程是:客户端发出ajax请求->服务端处理->处理完毕执行客户端回调,在客户端(浏览器)发出请求后,仍然可以做其他的事。

 

同步VS异步

同步的优点是:同步是按照顺序一个一个来,不会乱掉,更不会出现上面代码没有执行完就执行下面的代码, 缺点:是解析的速度没有异步的快;

异步的优点是:异步是接取一个任务,直接给后台,在接下一个任务,一直一直这样,谁的先读取完先执行谁的, 缺点:没有顺序 ,谁先读取完先执行谁的 。

以上!


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