同步/异步，阻塞/非阻塞你真的理解了吗？

前言

  对阻塞/非阻塞和同步/异步的概念大家一定不陌生，平常多多少少都会接触，如某个异步的接口调用，一个异步的框架，但是如果真正的让你在面试时定义这个概念，可能就摸不着头脑了。

常见问题：

1. 阻塞和非阻塞的区别？
2. 同步和异步的区别？
3. 非阻塞和异步一样吗？
4. 五种I/O模式各自是什么类型？
5. Java中的NIO/AIO是异步吗？
6. Epoll是异步吗？
7. …

  对阻塞/非阻塞，同步/异步概念的理解绝非简单的几个买书或者约会的比喻就能解释清楚，这些比喻拿来应付外行还行，如果在面试时说，想想还是蛮尴尬的 (°ー°〃) ，

面试官： 请描述一下异步I/O系统调用。
我： 异步指定是我们现在不需要约会，而是在以后某个时间由你来通知我，然后进行约会。
面试官：。。。

  那么应该从什么角度来回答这些问题，才能显得自己是一个聪明能干肯钻研的好后生呢？我得出以下结论：

• 明定义-----在什么层级上定义的概念
• 分角度-----从什么角度来比较
• 会延伸-----将面试往自己期待的方向引导

  接下来，看如何理解上面三点！

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先修知识

  阻塞/非阻塞，异步同步的概念涉及的知识比较广，涉及如下几个需要了解的知识：

• Linux进程
  1）进程切换
  2）进程状态
• I/O
  1）缓存I/O
  2）网络I/O

下面只是大致介绍，但是每一点都是十分重要的内容

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进程切换

上图，展示的是由进程P₀切换到内核，再从内核切换到进程P₁，最后再切换回来的流程图：
1）中断（interrupt） 或 系统调用（system call） 发生可以使得 CPU 的控制权会从当前进程转移到操作系统内核；
2）操作系统负责保存P₀在CPU中的上下文(进程上下文，所有寄存器中的值，进程的状态，堆栈中的内容)，保存到PCB₀(进程控制块) 中；
3）从PCB₁中取出进程P₁的进程上下文，将CPU的控制权转移到进程P₁，即可以执行P₁的指令了。

注意：
  我们讨论阻塞/非阻塞，同步/异步一般针对一个特定的系统调用(system call)，例如对硬盘或者网络接口的读写，现在就知道，当我们发起一次read()时，我们的进程将被切换到内核态，既然控制权不在调用read()的进程了，那势必进程的状态会发生改变。

进程状态