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并发并行、同步异步、阻塞非阻塞的区别与联系

2020-09-19 115赞 python中国网
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  并发、并行、同步、异步、阻塞、非阻塞、协程这些概念网上众说纷纭,有时经常混为一体,本文尽量从本质上做一下解释。

  并发:一个时间段内,有几个程序在同一个cpu上运行,但是任意时刻只有一个程序在cpu上运行

  并行(多核cpu实现):任意时刻上,多个程序同时运行在多个cpu上

  【并发是交替执行,并行是同时执行,所以并行需要多核CPU。】

  同步:同步表达的不是一起开始,同步是说代码调用io操作时,必须等待io操作完成后才返回的调用方式。客户端发1个请求,就得等收到数据了再干别的事。同步在广义上也表达彼此之间需要协调(比如多线程修改全局变量要加锁就是为了同步,否则数据就被破坏了)

  异步:代码调用io操作时,不必等io操作完成就返回的调用方式。比如多线程多个网络io请求,客户端请求只管请求,不关心响应什么时候来,响应数据回来的顺序和发请求的顺序不一定是匹配的。客户端发了1、2、3、4个请求,数据回来可能是2、3、4、1的数据。

  阻塞:调用函数的时候当前线程被挂起(一个线程内是可以存在多个函数的),CPU不需要为此干活。

  非阻塞:调用函数的时候当前线程不会被挂起,不等待继续往下执行,CPU要为此干活。

  概括下:

  同步阻塞就是调用函数要有结果但CPU不需要为此干活,在python中,比如队列的get函数、socket的connect函数,recv函数是同步阻塞的;同步非阻塞是调用函数要有结果且cpu要为此干活,比如python的sum、max、sorted、strip函数是同步非阻塞的。

  异步阻塞说的是调用函数不需要立刻获取结果,可以继续往下执行,而在后面的代码获取结果时不知道先获取谁的并且还是需要等。 异步非阻塞说的是调用函数不需要立刻获取结果,可以继续往下执行,整个过程不需要等待。比如进程相关的start函数、terminnal函数就是异步非阻塞。

  【异步是站在使用者的角度来看的,从底层来看,内部肯定还是一直循环轮询,回调满足某条件后自动调用某函数(利用io多路复用监听)】

  unix中5种io方式:

  1)阻塞io

  2)非阻塞io

  3)io多路复用(select进程可以监听多个socket文件句柄),这是和轮询的差异,通知application后才完成数据从内核到application 的复制)

  4)信号驱动式io(内核数据好了以后操作系统发信号通知application)

  5)异步io(内核数据没准备好立刻返回application告知,等数据准备好且从内核复制到application后发信号给application)

  协程:

  线程是由操作系统切换的,协程切换意味着需要由程序员去调度任务,不需要锁,相当于单线程内切换函数,性能好于线程切换,并发性高,协程专业说法是有多个入口的函数,通俗点叫可以暂停的函数且可以传入值。(鄙人认为因为yield可以人为去让出CPU,所以才有了协程实现的基础)

  介绍到此后,你是否还有疑惑:异步和多线程的区别和关系

文章评论

并发并行、同步异步、阻塞非阻塞的区别与联系文章写得不错,值得赞赏