容易混淆的同步、异步、阻塞、非阻塞

同步&异步

同步和异步指的是：当前线程是否需要等待方法调用执行完毕。

比如你调用一个搬运一百块石头的方法：

同步指的是调用这个方法，你的线程需要等待这一百块石头搬完，然后得到搬完了的结果，接着再继续执行剩下的代码逻辑。

//同步方式
result = 搬一百块石头();
//需等待搬完的结果，才能执行下面的逻辑
if(result) {
石头搬完了发工资();
}
计算下一次搬石头的任务()；

异步指的是调用这个方法，立马就直接返回，不必等候这一百块石头还未搬完，可以立马执行后面的代码逻辑，然后利用回调或者事件通知的方式得到石头已经搬完的结果。

//异步方式
搬一百块石头({
    //回调
 石头搬完了发工资();
});
//不必等待石头搬完，立马执行下面的逻辑
计算下一次搬石头的任务()；

可以很直观的看出，同步和异步就是调用方式的不同，这使得我们的编码方式也有所不同。

在异步调用下的代码逻辑相对而言不太直观，需要借助回调或事件通知，这在复杂逻辑下对编码能力的要求较高。而同步调用就是直来直去，等待执行完毕然后拿到结果紧接着执行下面的逻辑，对编码能力的要求较低，也更不容易出错。

所以你会发现有很多方法它是异步调用的方式，但是最终的使用还是异步转同步。

比如你向线程池提交一个任务，得到一个 future，此时是异步的，然后你在紧接着在代码里调用 future.get()，那就变成等待这个任务执行完成，这就是所谓的异步转同步，像 Dubbo RPC 调用同步得到返回结果就是这样实现的。

阻塞&非阻塞

阻塞和非阻塞指的是：当前接口数据还未准备就绪时，线程是否被阻塞挂起。

何为阻塞挂起？就是当前线程还处于 CPU 时间片当中，调用了阻塞的方法，由于数据未准备就绪，则时间片还未到就让出 CPU。

所以阻塞和同步看起来都是等，但是本质上它们不一样，同步的时候可没有让出 CPU。

而非阻塞就是当前接口数据还未准备就绪时，线程不会被阻塞挂起，可以不断轮询请求接口，看看数据是否已经准备就绪。

至此我们可以得到一个结论：

• 同步&异步指：当数据还未处理完成时，代码的逻辑处理方式不同。
• 阻塞&非阻塞指：当数据还未处理完成时(未就绪)，线程的状态。
  所以同步&异步其实是处于框架这种高层次维度来看待的，而阻塞&非阻塞往往针对底层的系统调用方面来抉择，也就是说两者是从不同维度来考虑的。

再结合 I/O 来看

前提：程序和硬件之间隔了个操作系统，而为了安全考虑，Linux 系统分了：用户态和内核态

在这个前提下，我们再明确 I/O 操作有两个步骤：

1. 发起 I/O 请求
2. 实际 I/O 读写，即数据从内核缓存拷贝到用户空间

阻塞 I/O 和非阻塞 I/O。按照上文，其实指的就是用户线程是否被阻塞，这里指代的步骤1（发起I/O请求）。

• 阻塞 I/O，指用户线程发起 I/O 请求的时候，如果数据还未准备就绪（例如暂无网络数据接收），就会阻塞当前线程，让出 CPU。
• 非阻塞 I/O，指用户线程发起 I/O 请求的时候，如果数据还未准备就绪（例如暂无网络数据接收），也不会阻塞当前线程，可以继续执行后续的任务。

可以发现，这里的阻塞和非阻塞其实是指用户线程是否会被阻塞。

同步 I/O 和异步 I/O。按照上文，我们可以得知这就是根据 I/O 响应方式不同而划分的。

• 同步 I/O，指用户线程发起 I/O 请求的时候，数据是有的，那么将进行步骤2（实际 I/O 读写，即数据从内核缓存拷贝到用户空间），这个过程用户线程是要等待着拷贝完成。

• 异步 I/O，指用户线程发起 I/O 请求的时候，数据是有的，那么将进行步骤2（实际 I/O 读写，即数据从内核缓存拷贝到用户空间），拷贝的过程中不需要用户线程等待，用户线程可以去执行其它逻辑，等内核将数据从内核空间拷贝到用户空间后，用户线程会得到一个“通知”。

再仔细思考下，在 I/O 场景下同步和异步说的其实是内核的实现，因为拷贝的执行者是内核，一种是同步将数据拷贝到用户空间，用户线程是需要等着的。一个是通过异步的方式，用户线程不用等，在拷贝完之后，内核会调用指定的回调函数。

如果不理解上面，就只需记住：

• 同步I/O：指的是用户线程会需要等待步骤 2 执行完毕。

• 异步I/O：指的是用户线程不需要等待步骤 2 执行。
  好了，如果以上的概念你都已经理解了的话，那么平日里我们所说的同步阻塞I/O，同步非阻塞I/O等其实就是把上面的两个步骤合起来看，应该不难理解。

总结一下，关于 I/O 的阻塞、非阻塞、同步、异步：

• 阻塞和非阻塞指的是发起 I/O 请求后，用户线程状态的不同，阻塞I/O在数据未准备就绪的时候会阻塞当前用户线程，而非阻塞 I/O 会立马返回一个错误，不会阻塞当前用户线程。
• 同步和异步是指，内核的 I/O 拷贝实现，当数据准备就绪后，需要将内核空间的数据拷贝至用户空间，如果是同步 I/O 那么用户线程会等待拷贝的完成，而异步 I/O则这个拷贝过程用户线程该干嘛可以去干吗，当内核拷贝完毕之后会“通知”用户线程。

要注意，不同场景下同一个名词意义可能不同。我这篇关于同步、异步、阻塞、非阻塞这几个概念是基于 I/O 场景下讲的。