概念

同步IO

• 在一個線程中，CPU執(zhí)行代碼的速度極快，然而，一旦遇到IO操作，如讀寫文件、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時，就需要等待IO操作完成，才能繼續(xù)進行下一步操作。這種情況稱為同步IO。
• 在IO操作的過程中，當前線程被掛起，而其他需要CPU執(zhí)行的代碼就無法被當前線程執(zhí)行了。

多線程多進程的解決思路

• 因為一個IO操作就阻塞了當前線程，導(dǎo)致其他代碼無法執(zhí)行，所以我們必須使用多線程或者多進程來并發(fā)執(zhí)行代碼，為多個用戶服務(wù)。每個用戶都會分配一個線程，如果遇到IO導(dǎo)致線程被掛起，其他用戶的線程不受影響。
• 多線程和多進程的模型雖然解決了并發(fā)問題，但是系統(tǒng)不能無上限地增加線程。由于系統(tǒng)切換線程的開銷也很大，所以，一旦線程數(shù)量過多，CPU的時間就花在線程切換上了，真正運行代碼的時間就少了，結(jié)果導(dǎo)致性能嚴重下降。

其他解決方案異步IO

• 多線程和多進程只是解決這一問題的一種方法。
• 另一種解決IO問題的方法是異步IO。當代碼需要執(zhí)行一個耗時的IO操作時，它只發(fā)出IO指令，并不等待IO結(jié)果，然后就去執(zhí)行其他代碼了。一段時間后，當IO返回結(jié)果時，再通知CPU進行處理。
• 異步IO模型需要一個消息循環(huán)，在消息循環(huán)中，主線程不斷地重復(fù)“讀取消息-處理消息”這一過程

消息模型是如何解決同步IO必須等待IO操作這一問題的呢？

• 當遇到IO操作時，代碼只負責發(fā)出IO請求，不等待IO結(jié)果，然后直接結(jié)束本輪消息處理，進入下一輪消息處理過程。當IO操作完成后，將收到一條“IO完成”的消息，處理該消息時就可以直接獲取IO操作結(jié)果。
• 在“發(fā)出IO請求”到收到“IO完成”的這段時間里，同步IO模型下，主線程只能掛起，但異步IO模型下，主線程并沒有休息，而是在消息循環(huán)中繼續(xù)處理其他消息。這樣，在異步IO模型下，一個線程就可以同時處理多個IO請求，并且沒有切換線程的操作。對于大多數(shù)IO密集型的應(yīng)用程序，使用異步IO將大大提升系統(tǒng)的多任務(wù)處理能力。

一個通俗易懂的例子

老張愛喝茶

• 1 老張把水壺放到火上，立等水開。（同步阻塞）
• 2 老張把水壺放到火上，去客廳看電視，時不時去廚房看看水開沒有。（同步非阻塞）
• 3 老張把響水壺放到火上，立等水開。（異步阻塞） （水開之后，能大聲發(fā)出嘀~~~~的噪音。），這樣沒有意義
• 4 老張把響水壺放到火上，去客廳看電視，水壺響之前不再去看它了，響了再去拿壺。（異步非阻塞）

所謂同步異步，只是對于水壺而言。 普通水壺，同步；響水壺，異步。 雖然都能干活，但響水壺可以在自己完工之后，提示老張水開了。這是普通水壺所不能及的。 同步只能讓調(diào)用者去輪詢自己（情況2中），造成老張效率的低下。

所謂阻塞非阻塞，僅僅對于老張而言。 立等的老張，阻塞；看電視的老張，非阻塞。 情況1和情況3中老張就是阻塞的，媳婦喊他都不知道。雖然3中響水壺是異步的，可對于立等的老張沒有太大的意義。所以一般異步是配合非阻塞使用的，這樣才能發(fā)揮異步的效用。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的通俗理解同步IO\异步IO的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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