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[导读]自从发布《你管这破玩意叫IO多路复用》之后,我发现读者问得最多的问题是,可不可以写篇文章解释下什么是同步异步,阻塞非阻塞,老是傻傻分不清。我一开始也是非常困惑,尤其是看网上一些“生动形象”的例子,比如烧水壶。但现在我感觉这个问题又没什么好说的,不知道是不是我理解得有点肤浅,那我试...

自从发布《你管这破玩意叫 IO 多路复用》之后,我发现读者问得最多的问题是,可不可以写篇文章解释下什么是同步异步阻塞非阻塞,老是傻傻分不清。
我一开始也是非常困惑,尤其是看网上一些“生动形象”的例子,比如烧水壶。但现在我感觉这个问题又没什么好说的,不知道是不是我理解得有点肤浅,那我试着解释一下。同步和异步,描述的是调用者,要不要主动等待函数的返回值。这个就是同步public static void main() {
    int result = doSomeThing();
}
这个就是异步public static void main() {
    new Thread(() -> {
        int result = doSomeThing();    
    })
}
当然,异步可以配合回调机制,但这就和同步异步本身的区别没啥关系了,添枝加叶的东西而已。再说阻塞和非阻塞,描述的是函数本身,在等待某一事件的结果时,是将线程挂起,还是立即返回一个未就绪等信息。一般都是描述 IO 等,也别想其他的了,比如一个读取磁盘数据的函数。这个就是阻塞public void int read(byte[] buffer) {
    while(磁盘未就绪) {
        将当前线程挂起并让出 CPU;
    }
    // 此时磁盘已就绪
    真正去读数据到 buffer 中
    return 读到的字节数;
}
这个就是非阻塞public void int read(byte[] buffer) {
    if(磁盘未就绪) {
        // 立刻返回
        return -1;
    }
    真正去读数据到 buffer 中
    return 读到的字节数;
}
至于这个函数被调用者用同步还是异步的方式调用,都不影响这个函数本身是阻塞还是非阻塞的性质。
好了,我觉得到这里就解释清楚了,真没啥说的呀。至于特别多的人有困惑的地方,我总结出可能有三点。
第一,分不清语境





比如阻塞这个词,用法太多了,你看下面这些句子。这个函数是阻塞的。

这是个阻塞函数。

这个方法调用的过程中因为有 IO 事件被阻塞了。

这个函数阻塞了主线程。

这些句子要是真的纠结起来,那就坏了,总有你觉得怪怪的地方。因为用这个词的人,可能仅仅是表达出一个,该线程因为某些事让出了 CPU 资源暂时不往下走了的意思,即可。而且事实也是如此,没人细抠这个词究竟表示个啥意思。至于你还是纠结怎么办呢?建议你看一看一个函数在最最最最底层,到底是怎么阻塞的,也就是怎么让出 CPU 资源的,源码长什么样子。这里我也写过一篇文章带你看内核源码去解释这个问题,叫《究竟什么是阻塞》。我相信你看完之后,如果真的理解了,就再也不会纠结这些句子啥意思了,自己用阻塞这个词也会随性起来,你会觉得一顿花里胡哨解释阻塞不阻塞的那些人好不可思议。
第二,分不清层级





比如 epoll 这个函数,它是 IO 多路复用的一个系统调用函数,好多人背诵 IO 模型八股文的时候都受过它的折磨。你会看到有的地方说,epoll 底层实现 IO 事件响应时,是异步的,这也是同 select 和 poll 的一个区别。你又会看到有的地方说,epoll 是同步非阻塞 IO,因为多路复用在 IO 模型里就是站在同步非阻塞的地方嘛,那 epoll 也是多路复用那自然是同步的呀,刚刚怎么说是异步的呢。然后你又会看到,说 netty 是是一个 IO 框架,是异步 IO 模型,可是 netty 底层用的就是 epoll 啊,那 epoll 也是异步的咯。我天,一会说异步,一会又说同步,一会又说异步,到底他喵的是啥啊?这就是层级问题了。先不拿同步异步说,这个第三点的时候再讲,先拿阻塞和非阻塞说。一个函数是非阻塞的,那我用另一个函数把它包起来,对外提供一个阻塞的函数可不可以?当然可以。// 这是个非阻塞的函数
public void int read(byte[] buffer) {
    if(磁盘未就绪) {
        // 立刻返回
        return -1;
    }
    真正去读数据到 buffer 中
    return 读到的字节数;
}

// 包一层,变成阻塞的
public void int read2(byte[] buffer) {
    int result;
    while((result = read(buffer)) == -1) {
        将线程挂起并让出 CPU 资源
    }
    // 此时已读到数据
    return result;
}
顺便说一句,IO 多路复用里的 select 就是这么玩的,只不过人家是一组 IO 事件,这里只是一个。
我再包一层新函数,对外又提供了一个非阻塞的函数,可不可以?当然也可以,所以你看到说啥啥啥同步异步阻塞非阻塞时,一定要知道人家在说哪一层。不谈哪一层就开始和别人争论这个东西是阻塞还是非阻塞,同步还是异步,基本都是在耍流氓。关于 epoll 的原理,我是理解不到太深,如果你有耐心,可以看飞哥带你一行一行源码读 epoll 的文章,《深度揭秘 epoll 是如何实现 IO 多路复用的》。
第三,随意一点嘛





有的时候,意思对了就行,你看有的人会说,select,poll,epoll 这些函数都是同步的,IO 有就绪的时候才会返回,没有的时候会一直阻塞在那里直到有就绪的返回为止。
那照我刚刚说的,同步异步是描述调用者是否主动等待返回值,阻塞非阻塞才是描述函数本身要立即返回还是将线程挂起一会那就不对了呀,怎么能说 select 这些函数是同步的呢?应该说他们是阻塞的呀。路走窄了呀兄弟,很多技术交流是没那么在乎这些细节的,意思对了就行。而且 select 这种函数确实是阻塞的,而且调用方是要关心人家的返回值,并且在后面的逻辑中用到的,那只能用同步方式调用啊。当然,关心返回结果,也可以异步调用,然后注册一个回调函数来关心返回后的逻辑,但人家 select 没提供回调函数注册的功能啊。哦当然,也可以通过像 Java 的 Future 这种方式异步获取返回值,但没必要啊。所以,当有人说 select 是同步函数,也没啥毛病,表达的意思对了就行。
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千言万语,总结成一句话就是,当你底层的细节达到了源码级的理解后,所有这些词你将不再纠结,也不再困惑,而且很多时候,知道意思对了就行,至于说阻塞非阻塞、同步异步,甚至是等待、挂起、让出,这些词也是表达的意思丢了就行,一切在源码面前,都不再是秘密。建议多读源码,少看垃圾博文。所以其实如果你老是困惑这几个词的区别,其实你缺乏的可能是对底层的一些系统了解然后解决这个问题的唯一办法就是花时间把底下的东西搞清楚,搞得模模糊糊的地方就去抠源码,一点点抠就完事了,别怕耽误时间。你耽误的时间,在后面遇到问题的时候,都会给你找回来的。而且这个东西不能一口吃成个胖子,我以前就老想着一口吃个胖子,想尽快把一个大块问题看懂,但反而耽误时间,总是一遍遍从头看起。
后来就老实了,一点点看,看懂一点再看下一个点,发现会越来越快的。同时这个公众号也希望能一直保持,给大家讲最本质的东西,不浮于表面,我们一起努力吧!

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