同步和异步的概念

前言

今天在看安卓广播机制的时候，无意中看到一个一本书中提到标准广播是异步执行的广播，而有序广播是同步执行的广播。虽然以前对同步和异步通信有所了解，但是感觉在不同的应用场景下总是容易混淆，所以今天查了查资料，做个小总结。

1. 困惑？

安卓的标准广播机制是一种完全异步执行的广播，异步的特点在于广播发出之后，所有的广播接收器都能在几乎同一时刻接受这条广播消息，没有先后顺序，不会被截断。

有序广播则是一种同步执行的广播，在广播发出之后，同一时刻只会有一个广播接收器能够接受这条广播消息。当这个接收器完成逻辑任务之后，才会继续向后传递广播，优先级高的接收器最先收到消息，并且前面的广播接收器可以截断广播。

可以看出，这里的同步和异步是根据广播接受者的特点，或者说广播的特点来区分的。我们先不深入讨论，先了解同步异步的基本概念。

2. 概念详解

正如上面所说，同步和异步在不同场景下的区分特点可能是不同的，我先给出最常见的同步和异步的概念。

2.1. 进程中的同步和异步

（1）进程同步

进程同步就是发出一个功能调用时，在没得到结果之前，该调用就不返回。也就是做完一个任务才会继续下一个任务（此处就和安卓广播的同步和异步有点相似了）。同步调用是一种有序执行的过程。最常见的同步调用就是sendMessage()，这个函数发消息给对方，最对方收到消息并处理，处理函数得到结果之前，这个函数不会有返回，等待处理的结果。只有对方处理完毕，该函数才会把处理函数得到的结果返回。

（2）进程异步

不管在什么场景下，同步和异步都是相对的。对于进程来说，异步就是意味着我只是调用，我启动了进程A，A中又调用B进程，然后不管B处理的结果有没有返回，A都能够继续执行下去。以异步IO操作为例，当代码需要执行一个十分耗时的IO操作时，它只发出一个IO读写指令，则CPU会对存储器进行操作，而不管这个操作是否完成（IO操作很费时），代码进行执行其他的操作。（同步IO则在IO操作时，其他代码等待操作结果）

所以异步是提高性能的一个手段，但是异步也带来一些危害，比如多线程时，异步执行导致多个线程的操作顺序不可预测，从而是结果不可预测，此时需要进行线程同步，一个线程操作资源时，其余线程必须等待。另外，在异步操作时，多个线程和进程间需要通过通知来传递消息。

2.2. 传输中的同步和异步

这个是通信中的概念，我有点忘了，网上查的。。。

（1）异步传输

通常，异步传输是以字符为传输单位，每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位，以标记一个字符的开始和结束，并以此实现数据传输同步。所谓异步传输是指字符与字符(一个字符结束到下一个字符开始)之间的时间间隔是可变的，并不需要严格地限制它们的时间关系。起始位对应于二进制值 0，以低电平表示，占用 1 位宽度。停止位对应于二进制值 1，以高电平表示，占用 1~2 位宽度。一个字符占用 5~8位，具体取决于数据所采用的字符集。例如，电报码字符为 5 位、ASCII码字符为 7 位、汉字码则为8 位。此外，还要附加 1 位奇偶校验位，可以选择奇校验或偶校验方式对该字符实施简单的差错控制。发送端与接收端除了采用相同的数据格式(字符的位数、停止位的位数、有无校验位及校验方式等)外，还应当采用相同的传输速率。典型的速率有：9 600 b/s、19.2kb/s、56kb/s等。

异步传输又称为起止式异步通信方式，其优点是简单、可靠，适用于面向字符的、低速的异步通信场合。例如，计算机与Modem之间的通信就是采用这种方式。它的缺点是通信开销大，每传输一个字符都要额外附加2～3位，通信效率比较低。例如，在使用Modem上网时，普遍感觉速度很慢，除了传输速率低之外，与通信开销大、通信效率低也密切相关。

（2）同步传输

通常，同步传输是以数据块为传输单位。每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列 (如16位或32位CRC校验码)，以便对数据块进行差错控制。所谓同步传输是指数据块与数据块之间的时间间隔是固定的，必须严格地规定它们的时间关系。

2.3. 阻塞中的同步和异步

阻塞/非阻塞, 它们是程序在等待消息(无所谓同步或者异步)时的状态。这里主要是为了方便记忆才放在一块说。

（1）阻塞

阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。函数只有在得到结果之后才会返回。
阻塞调用和同步调用是不同的。对于同步调用来说，很多时候当前线程还是激活的，只是从逻辑上当前函数没有返回而已。

socket接收数据函数recv是一个阻塞调用的例子。
当socket工作在阻塞模式的时候， 如果没有数据的情况下调用该函数，则当前线程就会被挂起，直到有数据为止。

（2）非阻塞

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。

2.4. 同步和异步以及阻塞和非阻塞的区分

同步和异步以及阻塞和非阻塞的概念极易混淆，我做一些简单的区分说明：以去银行办业务为例

（1）同步阻塞

老老实实排队（阻塞），没得说，并且只能站在那排队，不能干其他的（同步），甚至不能玩手机。。。因为是同步执行，当排队这件事没完成，其余的事也不能干。

（2）异步阻塞

同样是排队（阻塞），但你你可以领个排队号。但是问题在于，在排队这件事情结束前，虽然你不用站在那排队，但你也不能离开，只能等待消息被触发（喊号），所以异步就是不等排队完成而做其他的，但是排队是必须的。

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,而是在等待消息被触发时被阻塞.

（3）非阻塞同步

一边做其他的（非阻塞），一边等待排队（需要你自己去查看）。可能你觉得现实中很不错，实际上程序执行过程中，由于需要不断查看触发消息，需要来回切换，造成消耗过大，效率底下，你可以想象两个老板一会让你做这个，一会让你做那个。。。内心是崩溃的。。。

（4）非阻塞异步

没话说，效率高，VIP会员，你好好打电话，等到你了柜台会叫你的。（消息触发机制）

只需要告诉大堂经理说,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。

3. 解惑

现在回头看安卓的疑惑就很明白了，其实广播的同步和异步并不是指发多少个，其实就是说当异步时，我发了一个广播，因为不需等待结果，所以我继续发给别人，从而造成了几乎同时发给所有人，而同步则是一次一个，等待结果。