揭秘阻塞、非阻塞、同步和异步的“真实面目”，助你编程路上“拔刀相助”

后端

2023-01-24 04:36:41

揭开阻塞、非阻塞、同步和异步的神秘面纱

在软件开发领域，阻塞、非阻塞、同步和异步是至关重要的概念，理解它们之间的区别对于编写高效、响应迅速的应用程序至关重要。本文将深入探讨这些术语，帮助你全面掌握它们的含义。

阻塞与非阻塞

阻塞指调用线程在等待I/O操作（例如读取文件或发送网络请求）完成时被挂起。在这期间，线程无法继续执行程序的其余部分。非阻塞 操作允许调用线程在I/O操作开始后继续执行，而不必等待其完成。

同步与异步

同步意味着调用者必须等待函数或方法执行完才能继续执行程序的其余部分。异步操作允许调用者在函数或方法执行后继续执行，而无需等待其完成。

阻塞与同步、非阻塞与异步的关系

一般来说，阻塞操作是同步的，而非阻塞操作是异步的。但是，也有例外情况。例如，Java中的NIO（New I/O）是一种非阻塞的同步I/O。

优缺点

阻塞：

优点：简单易懂
缺点：响应速度慢，容易导致死锁

非阻塞：

优点：响应速度快，不易导致死锁
缺点：实现复杂，不易理解

同步：

优点：简单易懂
缺点：容易导致程序阻塞

异步：

优点：不易导致程序阻塞
缺点：实现复杂，不易理解

应用场景

阻塞： 对响应速度要求不高的场景，如文件读写、数据库操作
非阻塞： 对响应速度要求高的场景，如网络通信、GUI编程
同步： 对数据一致性要求高的场景，如多线程编程
异步： 对数据一致性要求不高的场景，如事件处理、消息队列

选择合适的方案

选择合适的阻塞、非阻塞、同步和异步方式时，需考虑以下因素：

应用场景
性能要求
实现复杂度
数据一致性要求

代码示例

阻塞I/O示例：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class BlockingIO {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String input = reader.readLine();
            System.out.println(input);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

非阻塞I/O示例：

import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;

public class NonBlockingIO {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open();
            serverSocket.configureBlocking(false);
            Selector selector = Selector.open();
            serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

            while (true) {
                selector.select();
                // 处理就绪的通道
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}