同步与异步同步与异步的概念, 关注的是 消息通信机制
- 同步是指发出一个请求, 在没有得到结果之前该请求就不返回结果, 请求返回时, 也就得到结果了.
比如洗衣服, 把衣服放在洗衣机里, 没有洗好之前我们一直看着, 直到洗好了才拿出来晾晒.
- 异步是指发出一个请求后, 立刻得到了回应, 但没有返回结果. 这时我们可以再处理别的事情(发送其他请求), 所以这种方式需要我们通过状态主动查看是否有了结果, 或者可以设置一个回调来通知调用者.
比如洗衣服时, 把衣服放到洗衣机里, 我们就可以去做别的事情, 过会儿来看看有没有洗好(通过状态查询);
或者我们设置洗衣机洗完后响铃来通知我们洗好了(回调通知)
阻塞与非阻塞阻塞与非阻塞很容易和同步与异步混淆, 但两者关注点是不一样的. 阻塞与非阻塞关注的是 程序在等待调用结果时的状态
- 阻塞是指请求结果返回之前, 当前线程会被挂起(被阻塞), 这时线程什么也做不了
- 非阻塞是指请求结果返回之前, 当前线程没有被阻塞, 仍然可以做其他事情.
阻塞有个明显的特征就是线程通常是处于BLOCKED状态(BIO中的read()操作时, 线程阻塞是JVM配合OS完成的, 此时Java获取到线程的状态仍是RUNNABLE但它确实已经被阻塞了)
如果要拿同步来做比较的话, 同步通信方式中的线程在发送请求之后等待结果这个过程中应该处于RUNNABLE状态, 同步必须一步一步来完成, 就像是代码必须执行完一行才能执行下一行, 所以必须等待这个请求返回之后才可进行下一个请求, 即使等待结果的时间长, 也是在执行这个请求的过程中. 而异步则不用等上一条执行完, 可以先执行别的代码, 等请求有了结果再来获取结果.
IO模型Java中的IO操作是JVM配合操作系统来完成的. 对于一个IO的读操作, 数据会先被拷贝到操作系统内核的缓冲区中, 然后从操作系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的地址空间. 所以整个过程可分为两个阶段:
- 等待I/O数据准备好. 这取决于IO目标返回数据的速度, 如网络IO时看网速和数据本身的大小.
- 数据从内核缓冲区拷贝到进程内.
根据这两个阶段, 产生了常见的几种不同的IO模型: BIO, NIO, IO多路复用和AIO.
BIOBIO即Blocking I/O(阻塞 I/O), BIO整个过程如下图:
程序发送请求给内核, 然后由内核去进行通信, 在内核准备好数据之前这个线程是被挂起的, 所以在两个阶段程序都处于挂起状态.
- BIO的特点就是在IO执行的两个阶段都被block了
NIONIO即Non-Blocking I/O(非阻塞 I/O), NIO整个过程如下图:
与BIO的明显区别是, 发起第一次请求后, 线程并没有被阻塞, 它反复检查数据是否准备好, 把原来大块不能用的阻塞时间分成了许多”小阻塞”(检查), 所以进程不断有机会被执行. 这个检查有没有准备好数据的过程有点类似于”轮询”.
- NIO的特点就是程序需要不断的主动询问内核数据是否准备好。第一个阶段非阻塞, 第二个阶段阻塞
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