阻塞、非阻塞、同步、异步

这几个概念困扰了我好久，现在此做下总结：

阻塞：阻塞通常是指在一个执行过程中暂停，以等待某个条件的触发。（包括IO 阻塞、线程阻塞）

同步/异步：表示的发出调用后，被调用者是否立即返回。

阻塞/非阻塞：表示调用方线程是否在等待数据就绪（例如：Socket通道数据是否已读入内存）

以下图为例解释一下：其中读取数据分为2个步骤，1. 内核等待数据可读，2. 将内核读到的数据拷贝到进程，其中第一个步骤为阻塞的（因为他在等待数据就绪），而第二个步骤为非阻塞的。

描述的是从网卡读取UDP数据包的过程

这张图在第一个步骤中，应用进程不断的询问内核，当数据没有就绪时，内核会立即返回，此时调用放线程也并未阻塞着等待数据就绪，可以做其他事情，所以第一个步骤为“异步非阻塞”的。

而第二个步骤，应用进程开始系统调用copy数据到用户空间，此时这个调用没有立即返回，再结合上面的分析，所以这个步骤为“同步非阻塞的”。

在Java中实现同步阻塞调用、异步阻塞调用、异步非阻塞调用：

同步阻塞调用：

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        /* 同步阻塞调用： 
            调用没有立即返回 => 同步
            等待了数据就绪 => 阻塞
         */
        int result = func();
        func2(result);
    }
    
    public static int func() throws InterruptedException {
        // 模拟（IO）阻塞
        Thread.sleep(1000L);
        
        // 模拟计算操作
        return 1 + 1;
    }

    private static void func2(Integer result) {
        // do something...
    }
}

image

同步非阻塞演示不了

异步阻塞调用（此处使用join也能表现出来）：

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        /* 异步阻塞调用：
            调用后立即返回 => 异步
            返回后main线程直接获取结果，等待了数据就绪 => 阻塞
         */
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(Test::func);
        new Thread(futureTask).run();

        Integer result = futureTask.get();
        func2(result);
    }

    private static int func() throws InterruptedException {
        // 模拟（IO）阻塞
        Thread.sleep(1000L);

        // 模拟计算操作
        return 1 + 1;
    }
    
    private static void func2(Integer result) {
        // do something...
    }

}

image

异步非阻塞调用：

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        /* 异步非阻塞调用：
            调用后立即返回 => 异步
            调用后main线程直接就不管了，交由t1线程执行后续的操作，main线程也没有等待数据就绪 => 非阻塞
         */
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> func())
                .thenAccept(result -> func2(result));
    }

    private static int func() {
        // 模拟（IO）阻塞
        try {
            Thread.sleep(1000L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 模拟计算操作
        return 1 + 1;
    }


    private static void func2(Integer result) {
        // do something...
    }

}

image

https://mp.weixin.qq.com/s/YzpC0BP3K5jEc7qlWtzBTw