一文读懂，通俗讲解同步、异步、阻塞、非阻塞

1 五种IO模型

Unix网络编程一书中作者给出了五种IO模型：

1、BlockingIO - 阻塞IO

2、NoneBlockingIO - 非阻塞IO

3、IO multiplexing - IO多路复用

4、signal driven IO - 信号驱动IO

5、asynchronous IO - 异步IO

同步：自己的事自己做。去银行取了100块，自己去买了包烟。 异步：委托他人办事。如目标就是去银行取100块，取完后要做得事情是买1包香烟，剩余的当小费，香烟拿回家，晚上要用。假如一人为一线程，则需要两线程。 阻塞：等待结果（等待空闲资源）。假设去银行办事，设在窗口等待为阻塞，拿号在椅子等被叫号也是阻塞。 非阻塞：不等待结果。派张三去银行办事，发现没有空闲窗口立即走人，过了一段时间派李四去银行办事，重复以上。或者是银行规定，一天只接待一个客户，之后的都叫他们第二天再来试试。

2 阻塞与非阻塞 同步与异步

2.1 故事1

阻塞非阻塞与同步异步的区别？（故事篇） 理解同步阻塞、同步非阻塞、异步阻塞、异步阻塞、异步非阻塞

同步/异步关注的是消息通知的机制，而阻塞/非阻塞关注的是程序（线程）等待消息通知时的状态。

以小明下载文件打个比方，从这两个关注点来再次说明这两组概念，希望能够更好的促进大家的理解。

同步阻塞：小明一直盯着下载进度条，到 100% 的时候就完成。 - 同步体现在：等待下载完成通知。 - 阻塞体现在：等待下载完成通知过程中，不能做其他任务处理。

同步非阻塞：小明提交下载任务后就去干别的，每过一段时间就去瞄一眼进度条，看到 100% 就完成。 - 同步体现在：等待下载完成通知。 - 非阻塞体现在：等待下载完成通知过程中，去干别的任务了，只是时不时会瞄一眼进度条。【小明必须要在两个任务间切换，关注下载进度】

异步阻塞：小明换了个有下载完成通知功能的软件，下载完成就“叮”一声。不过小明不做别的事，仍然一直等待“叮”的声音。 - 异步体现在：下载完成“叮”一声通知。 - 阻塞体现在：等待下载完成“叮”一声通知过程中，不能做其他任务处理。

异步非阻塞：仍然是那个会“叮”一声的下载软件，小明提交下载任务后就去干别的，听到“叮”的一声就知道完成了。 - 异步体现在：下载完成“叮”一声通知。 - 非阻塞体现在：等待下载完成“叮”一声通知过程中，去干别的任务了，只需要接收“叮”声通知即可。【软件处理下载任务，小明处理其他任务，不需关注进度，只需接收软件“叮”声通知，即可】

也就是说，同步/异步是“下载完成消息”通知的方式（机制），而阻塞/非阻塞则是在等待“下载完成消息”通知过程中的状态（能不能干其他任务），在不同的场景下，同步/异步、阻塞/非阻塞的四种组合都有应用。

2.2 故事2

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）。

老张把水壶放到火上，立等水开。（同步阻塞）老张觉得自己有点傻。 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。 老张把响水壶放到火上，立等水开。（异步阻塞）。 老张觉得这样傻等意义不大，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。

3 其它

异步跟队列有关，阻塞跟锁有关。

同步就是等待程序调用结果，阻塞时会释放cpu和资源。

同步非阻塞就是会等待结果但是线程不会被挂起，会继续占用资源。

同步阻塞就是等待结果的时候，线程被挂起了，资源和cpu别释放了，等待信号唤醒

异步就是发送方执行很多调用，不关心结果。

处理方如果等待处理结果不去执行其他东西，异步阻塞

4 处理方如果也不等待，就行执行其他的程序，就是异步非阻塞

阻塞/非阻塞核心区别就是看当前任务有没有被挂起。 在进程通信层面， 阻塞/非阻塞， 同步/异步基本是同义词， 但是需要注意区分讨论的对象是发送方还是接收方。发送方阻塞/非阻塞（同步/异步）和接收方的阻塞/非阻塞（同步/异步） 是互不影响的。 在 IO 系统调用层面（ IO system call ）层面， 非阻塞IO 系统调用 和 异步IO 系统调用存在着一定的差别， 它们都不会阻塞进程， 但是返回结果的方式和内容有所差别， 但是都属于非阻塞系统调用（ non-blocing system call ）。 阻塞和非阻塞是等待I/O的期间能不能做其他事情, 自己会不会被挂起, 是关注自己的状态，同步异步是是否需要主动询问, 描述的是行为方式（通信机制）。 非阻塞系统调用（non-blocking I/O system call 与 asynchronous I/O system call） 的存在可以用来实现线程级别的 I/O 并发， 与通过多进程实现的 I/O 并发相比可以减少内存消耗以及进程切换的开销。