同步,异步,阻塞,非阻塞及并发编程概念

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这是一边通俗易懂，深刻全面说了 同步,异步,阻塞,非阻塞 概念的文章，值得阅读！！
1.基本概念
引子
以ajax为例: 异步就是不等待结果的代码, 异步并不是同时做两件事情

#结果打印顺序是 1,3,2

"
之所以会是这样是因为:
异步代码不等待结果，直接进行下面的代码，
所以定时器只是开启了，而没有立即执行里面的代码，
等到当前运行坏境的代码执行完之后再回来执行定时器里面的代码。
"

定时器里面的代码一定会在当前环境中的任务执行完了「之后」才执行。
所以并不是同时在做两件事。

一个小故事：小A烧开水。
出场人物：小A出场道具：普通水壶（放在煤气灶上的那种，为了方便简称：水壶）；会响的水壶（水烧开了会响的那种，简称：响壶）。故事目的：小A要拿开水泡咖啡

小A为了实现目的，指定了4个计划：

#1、同步阻塞
用水壶烧水，并且站在煤气灶旁边，啥事不干，两眼直勾勾的盯着水壶，等水烧开。
烧开后就去泡咖啡。

假设烧水和泡咖啡是在同一个线程中执行。

#2、同步非阻塞
仍然用水壶煮水，不过此时不再傻傻得站在那里看水开没开，
而是去玩局LOL，每当自己死了，就过来看看水开了没有。
如果水开了就去泡咖啡。

假设这里玩LOL，是另一个线程运行的。

#3、异步阻塞
动用响壶烧水，仍然站在煤气灶旁边，不过此时不两眼直勾勾的盯着壶了，而是听响，
因为响壶水开时会用响声通知小A。

#4、异步非阻塞
在计划3的基础上，小A不站在煤气灶旁边了，而是去玩局LOL，
等听到响壶的声音提醒后，再去跑咖啡。

1.1同步,异步,阻塞,非阻塞
同步和异步关注的是结果消息的通信机制：
同步：调用方需要主动等待结果的返回。
异步：不需要主动等待结果的返回，而是通过其他手段，比如状态通知，回调函数等。

阻塞和非阻塞主要关注的是等待结果返回调用方的状态：
阻塞：是指结果返回之前，当前线程被挂起，不做任何事。
非阻塞：是指结果在返回之前，线程可以做一些其他事，不会被挂起。

其实，这两者存在本质的区别，面向的对象是不同的。

#阻塞/非阻塞：
进程/线程需要操作的数据如果尚未就绪，是否妨碍了当前进程/线程的后续操作。

#同步/异步：
数据如果尚未就绪，是否需要等待数据结果。

#异步编程的难点
(java8的CompleteFuture是异步编程的亮点)

1. 如何优雅地实现异步编程一直都是一个难题，异步编程的通常做法就是采用callback的方法，
   但是这种方法通常会把代码嵌套在正常流程的代码中，而且当有多层嵌套的时候代码更加难以维护。

2. 异步编程的异常处理也是难以维护，
   在Java中，异步编程通常由新的线程完成，而子线程的异常是无法在父线程捕获的，
   那么对于异步执行结果的获取就需要付出更大的代价，比如通过：轮询、事件驱动等来完成。

1.2并发&并行
并发和并行都可以表示两个或者多个任一起执行。

#并发
并发是指多个任务交替执行，多个任务还可能串行的执行。

#并行
并行是真正意义上的多个任务同时执行。

1.3死锁&饥饿&活锁
死锁、饥饿、活锁都是多线程的活跃性问题。

#死锁线程
通常是彼此占用对方需要的锁，但是又不愿意释放自己的锁而导致的。

#饥饿
是指一个或者多个线程一直获取不到需要的资源而无法继续执行
(比如一个线程优先级太低，而高优先级的线程不断抢占它的资源，
那么低优先级的线程一直无法得到资源进而无法进行后续的工作)。

#活锁
多个线程之间相互谦让将资源让给其他线程，大家都在相互谦让导致没有人能够获取到资源。

1.4原子性, 可见性, 有序性
#原子性
是指一个操作是不可中断的，即使在多个线程环境下，一旦一个操作开始，就不会受其他线程的干扰
(比如两个线程对一个int i = 0 进行赋值-1或1，不管两个线程如何操作，i的值要么是-1，要么是1)

#可见性
是指一个线程修改了某个共享变量，其他线程是否能够立即知道这个修改，
对于串行程序不存在这个问题，但是多线程环境就不一样了，
(如果CPU1和CPU2 共享一个变量t，那么CPU1会将t缓存到寄存器中，
如果CPU2上的某个线程修改了这个变量，CPU1可能无法意识到这个变化依然读取的是cache或者寄存器中的值)

#有序性程序
在执行的过程中可能会发生指令重排

作者：suxin1932
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