python进阶04IO的同步异步,阻塞非阻塞

同步和异步

同步和异步关注的是消息通信机制
所谓同步,就是在发出一个调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。但是一旦调用返回,就得到返回值了。
换句话说,就是由调用者主动等待这个调用的结果。
而异步则是相反,调用在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果。换句话说,当一个异步过程调用发出后,调用者不会立刻得到结果。而是在调用发出后,被调用者通过状态、通知来通知调用者,或通过回调函数处理这个调用。
举个通俗的例子:你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,如果是同步通信机制,书店老板会说,你稍等,”我查一下”,然后开始查啊查,等查好了(可能是5秒,也可能是一天)告诉你结果(返回结果)。而异步通信机制,书店老板直接告诉你我查一下啊,查好了打电话给你,然后直接挂电话了(不返回结果)。然后查好了,他会主动打电话给你。在这里老板通过“回电”这种方式来回调。
同步的整个流程就1部分,1问答,异步模式2部分,1问空答复+无问1答复。

阻塞和非阻塞

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。
你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,你如果是阻塞式调用,你会一直把自己“挂起”,直到得到这本书有没有的结果,如果是非阻塞式调用,你不管老板有没有告诉你,你自己先一边去玩了, 当然你也要偶尔过几分钟check一下老板有没有返回结果。在这里阻塞与非阻塞与是否同步异步无关。跟老板通过什么方式回答你结果无关。

还是上面的例子,你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,你如果是阻塞式调用,你会一直把自己“挂起”,直到得到这本书有没有的结果,如果是非阻塞式调用,你不管老板有没有告诉你,你自己先一边去玩了, 当然你也要偶尔过几分钟check一下老板有没有返回结果。在这里阻塞与非阻塞与是否同步异步无关。跟老板通过什么方式回答你结果无关。如果是关心阻塞 IO/ 异步 IO, 参考 Unix Network Programming View Book–还是2014年写的以解释概念为主,主要是同步异步 阻塞和非阻塞会被用在不同层面上,可能会有不准确的地方,并没有针对 阻塞 IO/ 异步 IO 等进行讨论,大家可以后续看看这两个回答:

作者:Yi Lu
链接:https://www.zhihu.com/question/19732473/answer/20851256

例子:老张水壶

老张爱喝茶,废话不说,煮开水。
出场人物:老张,水壶两把(普通水壶,简称水壶;会响的水壶,简称响水壶)。
1 老张把水壶放到火上,立等水开。(同步阻塞)
2 老张把水壶放到火上,去客厅看电视,时不时去厨房看看水开没有。(同步非阻塞)
老张还是觉得自己有点傻,于是变高端了,买了把会响笛的那种水壶。水开之后,能大声发出嘀~的噪音。
3 老张把响水壶放到火上,立等水开。(异步阻塞)
4 老张把响水壶放到火上,去客厅看电视,水壶响之前不再去看它了,响了再去拿壶。(异步非阻塞)
所谓同步异步,只是对于水壶而言。
普通水壶,同步;响水壶,异步。虽然都能干活,但响水壶可以在自己完工之后,提示老张水开了。这是普通水壶所不能及的。同步只能让调用者去轮询自己(情况2中),造成老张效率的低下。
所谓阻塞非阻塞,仅仅对于老张而言。
立等的老张,阻塞;看电视的老张,非阻塞。情况1和情况3中老张就是阻塞的,媳妇喊他都不知道。虽然3中响水壶是异步的,可对于立等的老张没有太大的意义。所以一般异步是配合非阻塞使用的,这样才能发挥异步的效用。

作者:愚抄
链接:https://www.zhihu.com/question/19732473/answer/23434554

同步异步,阻塞非阻塞

二者其实是不同维度的东西,但是的确容易搞混,

客服做法说明
做法A(同步,阻塞)啥也不做,假装没听到他问话,电话不挂机,就呆呆放那
打电话:请问特朗普给我留言了么?扫了一眼小本本,发现没留言做法B(同步,非阻塞)告诉你,啥也没有(None),然后挂掉电话
通话期间(手持话筒)你不能一心二用做法C(异步,非阻塞)告诉你,请留下电话,回头收到消息第一时间通知你
做法D(异步,阻塞)没想到现实场景,理论上应该不存在

代码特征:
做法A(同步,阻塞) :开单独线程(进程)处理,线程内一般是循环接收消息。
做法B(同步,非阻塞) :主线程循环处理,但一般搭配sleep函数(释放时间片,自身状态运行转就绪再等待时间片),避免完全的cpu空转
做法C(异步,非阻塞):函数参数包含函数(回调函数),或url地址,类似的东西,对方有消息就推送给你,所以还需要新开一个接口(or功能)用来接受信息。
至于A,B实例可参考本博客的 “django进阶系列02websocket” ,C实例就不多说了,js中非常常见。

参考

怎样理解阻塞非阻塞与同步异步的区别
NIO详解(二): BIO 浅谈 同步 异步与阻塞 非阻塞
怎样理解同步异步和阻塞非阻塞

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