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并发,同步,异步,互斥,阻塞,非阻塞的理解

2024-11-24 来源:个人技术集锦

所谓互斥,是指分布在不同进程之间的若干程序片断,当某个进程运行其中一个程序片段时,其它进程就不能运行它们之中的任一程序片段,只能等到该进程运行完这个程序片段后才可以运行。
所谓同步,是指分布在不同进程之间的若干程序片断,它们的运行必须严格按照规定的 某种先后次序来运行,这种先后次序依赖于要完成的特定的任务。 显然,同步是一种更为复杂的互斥,而互斥是一种特殊的同步。也就是说互斥是两个线程之间不可以同时运行,他们会相互排斥,必须等待一个线程运行完毕,另一个才能运行,而同步也是不能同时运行,但他是必须要安照某种次序来运行相应的线程(也是一种互斥)! 

总结:
互斥:是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的。  
同步:是指在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。

  1. 异步(asynchronous):异步和同步是相对的,同步就是顺序执行,执行完一个再执行下一个,需要等待、协调运行。异步就是彼此独立,在等待某事件的过程中继续做自己的事,不需要等待这一事件完成后再工作。线程就是实现异步的一个方式。异步是让调用方法的主线程不需要同步等待另一线程的完成,从而可以让主线程干其它的事情。
    同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的,
    同步指的是用户进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否就绪,而异步是指用户进程触发IO操作以后便开始做自己的事情,
    而当IO操作已经完成的时候会得到IO完成的通知(异步的特点就是通知)。
    异步和多线程并不是一个同等关系,异步是最终目的,多线程只是我们实现异步的一种手段。异步是当一个调用请求发送给被调用者,而调用者不用等待其结果的返回而可以做其它的事情。实现异步可以采用多线程技术或则交给另外的进程来处理。

3.阻塞,非阻塞
而阻塞和非阻塞是针对于进程在访问数据的时候,根据IO操作的就绪状态来采取的不同方式,说白了是一种读取或者写入操作函数的实现方式,阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待,而非阻塞方式下,读取或者写入函数会立即返回一个状态值。
一般来说IO模型可以分为:同步阻塞,同步非阻塞,异步阻塞,异步非阻塞。

同步阻塞IO
在此种方式下,用户进程在发起一个IO操作以后,必须等待IO操作的完成,只有当真正完成了IO操作以后,用户进程才能运行。

同步非阻塞IO
在此种方式下,用户进程发起一个IO操作以后可返回做其它事情,
但是用户进程需要时不时的询问IO操作是否就绪,这就要求用户进程不停的去询问,从而引入不必要的CPU资源浪费。

异步阻塞IO
此种方式下是指应用发起一个IO操作以后,不等待内核IO操作的完成,
等内核完成IO操作以后会通知应用程序,这其实就是同步和异步最关键的区别同步必须等待或者主动的去询问IO是否完成,

异步非阻塞IO
在此种模式下,用户进程只需要发起一个IO操作然后立即返回,
等IO操作真正的完成以后,应用程序会得到IO操作完成的通知,
此时用户进程只需要对数据进行处理就好了,不需要进行实际的IO读写操作因为真正的IO读取或者写入操作已经由内核完成了。

同步与异步是对应的,它们是线程之间的关系,两个线程之间要么是同步的,要么是异步的。
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。
阻塞是使用同步机制的结果,非阻塞则是使用异步机制的结果。

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