並發、並行、同步、異步、阻塞、非阻塞


最近在寫爬蟲 ,對於這幾個概念比較模糊,所以特意學習了一下。

進程(process):進程是具有一定獨立功能的程序關於某個數據集合上的一次運行活動,進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。

線程(thread):線程是進程的一個實體,是CPU調度和分派的基本單位,它是比進程更小的能獨立運行的基本單位.線程自己基本上不擁有系統資源,只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程序計數器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個進程的其他的線程共享進程所擁有的全部資源。

一個線程可以創建和撤銷另一個線程;同一個進程中的多個線程之間可以並發執行。

微線程:又叫協程。 tasklet運行在偽並發中,使用channel機制進行同步數據交換。python中的greenlet提供了微線程的操作。不同於多線程,它給我們提供了一種更加輕量的異步編程模式。

  協程(Coroutine)提供了不同於線程的另一種方式,它首先是串行化的。其次,在串行化的過程中,協程允許用戶顯式釋放控制權,將控制權轉移另一個過程。釋放控制權之后,原過程的狀態得以保留,直到控制權恢復的時候,可以繼續執行下去。所以協程的控制權轉移也稱為“掛起”和“喚醒”。

並發(concurrency):並發是指二個和多個事件在同一時間間隔內發生。並發是在邏輯層面上的同時工作。

並行(parallelism):並行是指二個或多個事件在同一時刻發生。 並行是在物理層面上的同時工作。

同步(synchronous):在發出一個功能調用時,在沒有得到結果之前,該調用就不返回。

異步(asynchronous):異步的概念和同步相對。當一個異步過程調用發出后,調用者不能立刻得到結果。實際處理這個調用的部件在完成后,通過狀態、通知和回調來通知調用者。

 阻塞:阻塞調用是指調用結果返回之前,當前線程會被掛起。函數只有在得到結果之后才會返回。

非阻塞:非阻塞和阻塞的概念相對應,指在不能立刻得到結果之前,該函數不會阻塞當前線程,而會立刻返回。

要注意同步和異步 與 阻塞和非阻塞 這兩組概念之間的區別。

 

同步IO和異步IO的區別就在於:數據拷貝的時候進程是否阻塞。

 

阻塞IO和非阻塞IO的區別就在於:應用程序的調用是否立即返回。

對於上面的兩句話,你也許會感到疑問,看了下面的內容你就清楚了。

 

這兩組是可以互相組合的。

 

同步阻塞,同步非阻塞,異步阻塞,異步非阻塞。詳細見最后一個鏈接。

同步阻塞I/O:在這個模型中,用戶空間的應用程序執行一個系統調用,這會導致應用程序阻塞。這意味着應用程序會一直阻塞,直到系統調用完成為止(數據傳輸完成或發生錯誤)。調用應用程序處於一種不再消費 CPU 而只是簡單等待響應的狀態,因此從處理的角度來看,這是非常有效的。

同步非阻塞I/O:同步阻塞 I/O 的一種效率稍低的變種是同步非阻塞 I/O。在這種模型中,設備是以非阻塞的形式打開的。這意味着 I/O 操作不會立即完成,需要應用程序調用許多次來等待操作完成。這可能效率不高,因為在很多情況下,當內核執行這個命令時,應用程序必須要進行忙碌等待,直到數據可用為止,或者試圖執行其他工作。

異步阻塞I/O:在這種模型中,配置的是非阻塞 I/O,然后使用阻塞 select 系統調用來確定一個 I/O 描述符何時有操作。使 select 調用非常有趣的是它可以用來為多個描述符提供通知,而不僅僅為一個描述符提供通知。對於每個提示符來說,我們可以請求這個描述符可以寫數據、有讀數據可用以及是否發生錯誤的通知。

異步非阻塞I/O:異步非阻塞 I/O 模型是一種處理與 I/O 重疊進行的模型。讀請求會立即返回,說明 read 請求已經成功發起了。在后台完成讀操作時,應用程序然后會執行其他處理操作。當 read 的響應到達時,就會產生一個信號或執行一個基於線程的回調函數來完成這次 I/O 處理過程在一個進程中為了執行多個 I/O 請求而對計算操作和 I/O 處理進行重疊處理的能力利用了處理速度與 I/O 速度之間的差異。當一個或多個 I/O 請求掛起時,CPU 可以執行其他任務;或者更為常見的是,在發起其他 I/O 的同時對已經完成的 I/O 進行操作。

 

 

想更加詳細的了解這方面的內容,建議閱讀下面的鏈接內容。本文過於簡陋 ^-^,請諒解。下面的才是精華 :

  加州大學伯克利分校的學術報告,關於並發與並行的分析:http://www.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2008/EECS-2008-151.html

  網絡程序設計中的並發復雜性:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_rjxb201101010.aspx

    同步與異步的概念:http://blog.chinaunix.net/uid-21411227-id-1826898.html

  進程和線程的區別:http://www.cnblogs.com/lmule/archive/2010/08/18/1802774.html

  http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7453390

  https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/


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