阻塞（Blocking）和非阻塞（Non-Blocking）

什么是阻塞（Blocking）？

1.1 阻塞的定义

1.2 阻塞的特点

1.3 阻塞的代码示例

什么是非阻塞（Non-Blocking）？

2.1 非阻塞的定义

2.2 非阻塞的特点

2.3 非阻塞的代码示例 

之间的对比

3.1 阻塞 vs 非阻塞

3.2 阻塞和非阻塞的选择

原理

4.1 阻塞原理

具体流程

4.2 非阻塞原理

具体流程

总结

什么是阻塞（Blocking）？

1.1 阻塞的定义

阻塞指的是任务执行时，当前线程会被挂起，直到任务完成。就像你在等公交车，必须一直站在车站，直到车来了才能离开。

在程序中，阻塞通常发生在I/O操作（如读取文件、网络请求）或等待锁释放时。

1.2 阻塞的特点

• 线程挂起：当前线程会停止执行，直到任务完成。

• 资源浪费：线程在等待时无法做其他事情，可能导致资源浪费。

• 简单直观：代码逻辑清晰，容易理解。

1.3 阻塞的代码示例

public class BlockingExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("主线程开始");

        // 模拟阻塞任务（如读取文件）
        blockingTask();

        System.out.println("主线程结束");
    }

    public static void blockingTask() {
        try {
            Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作（如I/O操作）
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("阻塞任务完成");
    }
}

输出结果：

主线程开始
阻塞任务完成
主线程结束

解释：

• 主线程会等待blockingTask完成，期间无法做其他事情。

• 任务完成后，主线程才能继续执行。

什么是非阻塞（Non-Blocking）？

2.1 非阻塞的定义

非阻塞指的是任务执行时，当前线程不会被挂起，可以继续执行其他任务。就像你点外卖后，可以去做其他事情，外卖到了会通知你。

在程序中，非阻塞通常通过回调、Future或事件驱动的方式实现。

2.2 非阻塞的特点

• 线程不挂起：当前线程可以继续执行其他任务。

• 资源高效：线程在等待时可以做其他事情，提高资源利用率。

• 代码复杂：需要处理回调或异步逻辑，代码复杂度较高。

2.3 非阻塞的代码示例 

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class NonBlockingExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("主线程开始");

        // 模拟非阻塞任务（如异步读取文件）
        CompletableFuture.runAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作（如I/O操作）
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("非阻塞任务完成");
        });

        System.out.println("主线程可以做其他事情");

        // 防止主线程提前退出
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果：

主线程开始
主线程可以做其他事情
非阻塞任务完成

解释：

• 主线程不会等待CompletableFuture的任务完成，而是继续执行。

• 非阻塞任务在后台运行，完成后会打印结果。

之间的对比

3.1 阻塞 vs 非阻塞

特性	阻塞（Blocking）	非阻塞（Non-Blocking）
线程状态	线程挂起，等待任务完成	线程继续执行，不等待任务完成
资源利用	可能浪费资源（线程闲置）	资源高效利用（线程可以做其他事情）
代码复杂度	简单直观	较复杂，需要处理回调或异步逻辑
适用场景	简单任务、顺序执行的任务	耗时任务、需要高并发的任务

 

3.2 阻塞和非阻塞的选择

• 阻塞：适合任务简单、执行时间短的场景，代码逻辑清晰。

• 非阻塞：适合耗时任务（如I/O操作、网络请求），能提高程序的响应性和资源利用率。

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原理

4.1 阻塞原理

阻塞模式下，当一个线程发起I/O操作（如读取文件、发送网络请求）时，该线程会暂停执行，直到I/O操作完成。换句话说，线程会被“卡住”，无法执行其他任务，直到I/O操作返回结果。

具体流程

1. 发起I/O请求：线程发起一个I/O操作，例如从文件中读取数据。

2. 等待I/O完成：线程进入阻塞状态，等待I/O操作完成。在这段时间内，线程无法执行其他任务。

3. I/O完成：当I/O操作完成时，线程从阻塞状态恢复，继续执行后续代码。

4.2 非阻塞原理

非阻塞模式下，当一个线程发起I/O操作时，它不会等待I/O操作完成，而是立即返回。如果I/O操作尚未完成，函数会返回一个状态码（如“未就绪”），线程可以继续执行其他任务，稍后再检查I/O操作是否完成。

具体流程

1. 发起I/O请求：线程发起一个I/O操作。

2. 立即返回：I/O操作不会阻塞线程，线程可以继续执行其他任务。

3. 检查I/O状态：线程可以在后续的某个时刻再次检查I/O操作是否完成。

4. I/O完成：如果I/O操作完成，线程可以获取结果；如果未完成，线程可以继续做其他事情。

总结

• 阻塞：就像等公交车，必须一直等待，适合简单任务。

• 非阻塞：就像点外卖，可以去做其他事情，适合耗时任务。