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同步和异步、阻塞和非阻塞

2013年12月13日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1346字 ⁄ 字号 评论关闭

同步方式很好理解, 例如你调用一个function,   当这个function执行完后, 这个方法实现的功能已经完成。这里往往会跟阻塞混淆,其实是因为你采用了同步方式执行代码, 才阻塞了你的thread或者process. 而不是因为阻塞,才叫同步。


异步方式就不提供这种保证, 当你用异步方式调用一个function的时候,这个方法会马上返回,事实上多数情况下这种function call只是向某个任务执行体提交一个任务而已。 而你的主thread可以继续执行其他的事情, 不必等待(阻塞), 而当那个任务执行体执行完你提交的这个任务后,它会通过某种方法callback给你的thread, 告诉你,你的这个任务已经完成。

我就简单补充一下linux中SIO(同步IO)和AIO(异步IO)机制
1.read/write:

对于read操作来说,它是同步的。也就是说只有当申请读的内容真正存放到buffer中后(user mode的buffer),read函数才返回。在此期间,它会因为等待IO完成而被阻塞。研究过源码的朋友应该知道,这个阻塞发生在两个地方:

一是read操作刚刚发起,kernel会检查其它进程的need_sched标志,如果有其它进程需要调度,主动阻塞read操作,这个时候其实I/O操作还没有发起。

二是I/O操作发起后,调用lock_page对已经加锁的页面申请锁,这时由于页面已经加锁,所以加锁操作被阻塞,从而read操作阻塞,直到I/O操作完成后页面被解锁,read操作继续执行。所以说read是同步的,其阻塞的原因如上。

对于write操作通常是异步的。因为linux中有page cache机制,所有的写操作实际上是把文件对应的page cache中的相应页设置为dirty,然后write操作返回。这个时候对文件的修改并没有真正写到磁盘上去。所以说write是异步的,这种方式下write不会被阻塞。如果设置了O_SYNC标志的文件,write操作再返回前会把修改的页flush到磁盘上去,发起真正的I/O请求,这种模式下会阻塞。

2.Direct I/O

linux支持Direct I/O, 以O_DIRCET标志打开的文件,在read和write的时候会绕开page cache,直接使用user mode的buffer做为I/O操作的buffer。这种情况下的read和write直接发起I/O操作,都是同步的,并会被阻塞。

3.AIO

目前大多数的linux用的AIO是基于2.4内核中的patch,使用librt库中的接口。这种方式实现很简单,就是一个父进程clone出子进程帮其做I/O,完成后通过signal或者callback通知父进程。用户看来是AIO,实质还是SIO。linux kernel中AIO的实现概念类似,只不过是以一组kernel thread去做的。这些kernel thread做I/O的时候使用的是和Direct I/O相同的方式。

4.mmap()

抛开它中讲vm_area和page cache映射在一起的机制不说。真正发起I/O时和read、write使用的是相同的机制,同步阻塞。


转自:http://bbs.chinaunix.net/thread-947563-1-2.html

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