同步（Synchronous）异步（Asynchronous） 阻塞（Blocking）和非阻塞（Non-blocking）的概念

一、同步～异步～阻塞～非阻塞

    同步（Synchronous）和异步（Asynchronous）的概念本来来自通信领域：首先是通信的同步，主要是指客户端在发送请求后，必须得在服务端有回应后才发送下一个请求，所以这个时候的所有请求将会在服务端得到同步；其次是通信的异步，指客户端在发送请求后，不必等待服务端的回应就可以发送下一个请求，这样对于所有的请求动作来说将会在服务端得到异步，这条请求的链路就像是一个请求队列，所有的动作在这里不会得到同步的。

    阻塞（Blocking）和非阻塞（Non-blocking）主要是指某个程序模块、进程是否占用了系统的某种资源（各种硬件资源和软件资源，甚至包括时间等等）而影响其它程序模块、进程无法运行或者处理它的任务。如果影响了，就是阻塞；如果没有影响，就是非阻塞。

    很多人会把“同步/异步”和“阻塞/非阻塞”的概念搞混淆，总认为同步就是阻塞，异步就是非阻塞。从上面的描述可以看出，其实“同步/异步”和“阻塞/非阻塞”之间是没有任何关系的。

   

二、 同步调用～异步调用～阻塞调用～非阻塞调用

    在实际中，我们说“同步和异步”，其实往往指的是函数调用的“同步和异步”，也就是“同步调用和异步调用”。所谓同步调用，就是在发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回。按照这个定义，其实绝大多数函数都是同步调用（例如sin, isdigit等）。但是一般而言，我们在说同步、异步的时候，特指那些需要其他部件协作或者需要一定时间完成的任务。异步调用的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后，调用者不能立刻得到结果，但调用者会立即从被调用者返回。实际处理这个调用的部件在完成后，通过状态、通知和回调来通知调用者。

    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。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。

    这个时候又有很多人会把“同步调用和异步调用”和“阻塞调用和非阻塞调用”搞混淆，把同步调用等同于阻塞调用，把异步调用等同于非阻塞调用，其实这是不对的。

    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。而对于阻塞调用来说，当前线程会立即挂起，硬要等到要做的事情完成才会退出。

    对于异步调用来说，它往往只是Assign一个Task给被调用部件，被调用部件返回的结果是接不接受调用者的Task请求（如果太忙，或者任务队列满等原因会导致不接受请求），如果它接受你的请求，等到它做完后会想办法告诉调用者。而对于非阻塞调用来说，就是在调用的时候，如果被调用者能完成，就直接完成并告诉你完成了，如果它完不成就会告诉被调用者它无法完成，并告诉调用者它完不成的原因（当然，有些情况会省略这一步，一种情况是调用者不在意是什么原因导致执行部件无法完成；还有一种情况是只有一种原因导致执行部件无法完成，所以不说调用者也知道）。

    我们可以将这四种调用方式打几个粗浅的比喻：

    同步调用：“一定要把这个事情搞定！要人给人，要钱给钱！” 被调用者费了九牛二虎之力后虚弱的回答： “老大，事情摆平了……”

    异步调用：“嗯，你把这个事情处理一下。”被调用者回答TRUE：“收到，放心吧，老大，搞定后我会通知你的。”回答FALSE：“老大，现在我忙死了！等我缓口气行不行？”

    阻塞调用：“这段时间你就专心搞这个事情，不惜一切代价把这个事情搞定！等到天荒地老也要搞定！在线等！”被调用者求爷爷告奶奶四处求人终于把问题搞定后很委屈的回答：“老大，事情摆平了～～～”

    非阻塞调用：“嗯，你把这个事情处理一下。”被调用者一件一件的检查需要办完这件事情的资源，如果发现某种资源不够，就回答FALSE：“老大，XXXX没有，我搞不定。”如果整个检查下来发现资源都有，于是做完，并很干脆的回答TRUE：“老大，事情摆平了！”

 

三、异步调用结果的返回

    当执行部件执行任务完毕后（任务不一定成功完成），就需要将结果告诉调用者，好让调用者进行善后处理。前面说了，异步调用的结果，通过状态（State）、通知（Notify）和回调（Callback）来通知调用者。这三种方法大致如下：

    状态：当执行部件执行任务完毕后，通过设置某些全局变量来传递信息，被调用者在主程序中查询这些信息，并根据这些信息作出善后处理。在我们的程序中，状态机（State Machine）就是这种方法的典型体现。

    通知：当执行部件执行任务完毕后，通过某种通讯方法通知调用部件。在我们程序中，8032发UOP后，RISC处理完毕后的Notify就是这种方法的典型体现。

    回调：调用者在Assign Task的同时，除了任务，还会传递一个回调函数到执行部件，执行部件会通过函数指针记录这个回调函数；执行部件执行任务完毕后，会通过函数指针来调用这个回调函数。在我们的程序中，播放USB中的Divx文件时，读文件内容采用的就是这种方法。

    对于这三种方法，我们也可以打一个比较粗浅的比喻：

    状态：领导要下属做某件事情，下属接过任务开始做……领导过一段时间就跑过去问：搞定没有？回答：没有搞定；领导过一段时间又跑过去问：搞定没有？回答：没有搞定……领导跑过去问：搞定没有？回答：搞定了！

    通知：领导要下属做某件事情，当下属做完以后，打电话告诉领导：“我搞定了。”

    回调：领导要下属做某件事情，在交代事情的时候，还给他一个“锦囊妙计”，当下属做完以后，打开“锦囊妙计”，将善后事宜一一处理完毕。

    我们可以看出，状态的方法比较简单，也比较容易实现，并且不容易出错，可读性相对也好；但是它的实时性和效率没有通知和回调的方法好。

 

四、各种调用的进一步思考

    阐述到这里，我想我们有必要停下来思考一些东西，那就是这些不同的调用有哪些优缺点，应该应用在哪些场合？

    很多人认为异步调用比同步调用好；非阻塞调用比阻塞调用好；这也是不对的。个人一直认为：没有最好的，只有最适合的。同步调用和阻塞调用，程序相对简单，而且可读性强，移植性好，容易实现，容易维护……还有在一些特殊情况，必须使用同步调用和阻塞调用（不使用的话，其它的事情就没有办法做，比如初始化）。相对于同一个Task，异步调用和非阻塞调用并不能加快这个Task的执行速度和效率；相反，它们反而会降低这个Task的执行速度和效率！异步调用和非阻塞调用是站在整个系统的层面上考虑问题的，它们的目的在于使得整个系统运行的性能效率提高，各个部件之间运行配合更加协调。这才是它们真正的优点。所以我们在想把某个模块从同步/阻塞方式改为异步/非阻塞方式的时候就要考虑是否真的能够达到预定的目的。