网络编程基本概念

网络编程有一些基本概念需要理解掌握，比如同步、异步、阻塞非阻塞。

1. 同步vs异步

• 同步与异步主要是从消息通知机制角度来说的

• 所谓，就是在发出一个调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回。但是一旦调用返回，就得到返回值了。
  换句话说，就是由调用者主动等待这个调用的结果。

• 而则是相反，调用在发出之后，这个调用就直接返回了，所以没有返回结果。换句话说，当一个异步过程调用发出后，调用者不会立刻得到结果。而是在调用发出后，被调用者通过状态、通知来通知调用者，或通过回调函数处理这个调用。

举个例子，比如我去银行办理业务，可能会有两种方式：

选择排队等候(同步)

同步.png

另种选择取一个小纸条上面有我的号码，等到排到我这一号时由柜台的人通知我轮到我去办理业务了；

异步.jpg

2. 阻塞vs非阻塞

• 阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态.
• 阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。
• 非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程

2.1 阻塞

2.1.1 同步阻塞

对于同步调用来说，很多时候当前线程可能还是激活的，只是从逻辑上当前函数没有返回而已，此时，这个线程可能也会处理其他的消息。还有一点，在这里先扩展下：

(a) 如果这个线程在等待当前函数返回时，仍在执行其他消息处理，那这种情况就叫做同步非阻塞；
(b) 如果这个线程在等待当前函数返回时，没有执行其他消息处理，而是处于挂起等待状态，那这种情况就叫做同步阻塞；
所以同步的实现方式会有两种：同步阻塞、同步非阻塞；同理，异步也会有两种实现：异步阻塞、异步非阻塞；

同步阻塞： 专心排队，什么别的事都不做
同步非阻塞：一边打着电话一边还需要抬头看到底队伍排到你了没有，如果把打电话和观察排队的位置看成是程序的两个操作的话，这个程序需要在这两种不同的行为之间来回的切换，效率可想而知是低下的。

2.1.2 异步阻塞

非阻塞和阻塞的概念相对应，指在不能立刻得到结果之前，该函数不会阻塞当前线程，而会立刻返回。虽然表面上看非阻塞的方式可以明显的提高CPU的利用率，但是也带了另外一种后果就是系统的线程切换增加。增加的CPU执行时间能不能补偿系统的切换成本需要好好评估。

异步非阻塞：因为打电话是你(等待者)的事情，而通知你则是柜台(消息触发机制)的事情，程序没有在两种不同的操作中来回切换。比如说，这个人突然发觉自己烟瘾犯了，需要出去抽根烟，于是他告诉大堂经理说，排到我这个号码的时候麻烦到外面通知我一下(注册一个回调函数)，那么他就没有被阻塞在这个等待的操作上面，自然这个就是异步+非阻塞的方式了
异步阻塞：如果在银行等待办理业务的人采用的是异步的方式去等待消息被触发（通知），也就是领了一张小纸条，假如在这段时间里他不能离开银行做其它的事情，那么很显然，这个人被阻塞在了这个等待的操作上面；
异步操作是可以被阻塞住的，只不过它不是在处理消息时阻塞，而是在等待消息通知时被阻塞。

2.1.3 区别

很多人会把同步和阻塞混淆，我想是因为很多时候同步操作会以阻塞的形式表现出来，比如很多人会写阻塞的read/write操作，但是别忘了可以对fd设置O_NONBLOCK标志位，这样就可以将同步操作变成非阻塞的了。但最根本是因为没有区分这两个概念，比如阻塞的read/write操作中，其实是把消息通知机制和等待消息通知的状态结合在了一起，在这里所关注的消息就是fd是否可读/写，而等待消息通知的状态则是对fd可读/写等待过程中程序（线程）的状态。当我们将这个fd设置为非阻塞的时候，read/write操作就不会在等待消息通知这里阻塞，如果fd不可读/写则操作立即返回。
同样的，很多人也会把异步和非阻塞混淆，因为异步操作一般都不会在真正的IO操作处被阻塞，比如如果用select函数，当select返回可读时再去read一般都不会被阻塞，而是在select函数调用处阻塞。