同步异步与操作系统

同步异步与操作系统

同步与异步，阻塞与非阻塞

• 同步与异步

1. 函数或方法被调用的时候，调用者是否得到最终结果。
   • 直接得到最终结果的，就是同步调用。
   • 不直接得到最终结果的，就是异步调用。

• 阻塞、非阻塞

1. 函数或方法调用的时候，是否立刻返回。
   • 立刻返回就是非阻塞调用
   • 不立刻返回就是阻塞调用

• 区别

  1. 同步、异步，与阻塞、非阻塞不相关
  2. 同步、异步强调的是，是否得到(最终的)结果
  3. 阻塞、非阻塞强调是时间，是否等待。

• 同步与异步区别在于：调用则是否得到了想要的最终结果。

  1. 同步就是一直要执行到返回最终结果；
  2. 异步就是直接返回了，但是返回的补是最终结果。调用者不能通过这种调用得到结果，以后可以通过被调用者提供的某种方式(被调用者通知调用者、调用者反复查询、回调)，来取回最终结果。

• 阻塞与非阻塞的区别在于：调用者是否还能干其他事情。

  1. 阻塞，调用者就只能等待，无法做其他事情。
  2. 非阻塞，调用者可以先去做其他事情，不用一直等到结果返回。

• 联系

  1. 同步阻塞，我啥事不干，就等你打饭打给我。打到饭是结果，而且我啥事不干一直等，同步加阻塞。
  2. 同步非阻塞，我等着你打饭给我，饭没好，我不等，但是我无事可做，反复看饭好了没有。打饭是结果，但是我不 一直等。
  3. 异步阻塞，我要打饭，你说等叫号，并没有返回饭给我，我啥事不干，就干等着饭好了你叫我。例如，取了号什么 不干就等叫自己的号
  4. 异步非阻塞，我要打饭，你给我号，你说等叫号，并没有返回饭给我，我在旁边看电视、玩手机，饭打好了叫我。

操作系统知识

• 在X86之前，CPU工作在实模式下，之后，开始支持保护模式，对内存进行了划分。
• X86 CPU有4种工作级别：
  1. Ring0级，可以执行特权指令，可以访问所有级别的数据，可以访问IO设备等
  2. Ring3级，级别最低，只能访问本级别的数据
  • 内核代码运行在Ring0,用户代码运行在Ring3

现代操作系统采用虚拟存储器，理论上，对于32位系统来说，进程对虚拟内存地址的内存寻址空间为4G$(2^{32})$。64位操作系统理论上最大内存寻址空间$2^{64}$。
操作系统中，内核程序独立且运行在较高的特权级别上，它们驻留在被保护的内存空间上，拥有访问硬件设备的所有权限，这部分内存称为内核空间（内核态，最高地址1G）。
普通应用程序运行在用户空间（用户态）。
应用程序想访问某些硬件资源就需要通过操作系统提供的系统调用，系统调用可以使用特权指令运行在内核空间， 此时进程陷入内核态运行。系统调用完成，进程将回到用户态执行用户空间代码。