理解阻塞 / 非阻塞、同步 / 异步

阻塞 / 非阻塞，同步 / 异步这些名词经常被泛用于各类概念，比如接口的调用风格、程序的执行流、进程 / 线程之间的关系等。不同编程背景的人在不同的语境下对这些概念有着不同的理解，在实际交流中比较容易鸡同鸭讲，有必要理清这些概念在不同语境下的确切含义。

阻塞与非阻塞

阻塞与非阻塞经常在 I/O 相关的上下文中（网络 I/O，文件 I/O 等）被提及，主要用于描述“一个 I/O 接口的调用是否会阻塞调用该接口的线程”。比如 read() 系统调用在默认条件下会阻塞当前调用线程，直到内核将数据准备好并从内核缓冲区拷贝到用户缓冲区为止。而如果我们通过 fcntl() 修改所读取文件的描述符为非阻塞模式，那么 read() 则会变为非阻塞调用：如果当前没有数据可读，则直接返回当前不可读事件，由用户程序自行决定是否继续重试或放弃读取。select()、poll()、epoll_wait() 等在默认情况下也是阻塞的，但我们可以通过设置超时时间的方式来实现非阻塞风格的调用。

在并发编程的上下文中，我们也经常用阻塞与非阻塞描述某个线程的当前状态：阻塞状态表示线程在等待某些必要条件的到位（锁、信号量、同步信号等），在此之前无法继续执行后续逻辑。而非阻塞状态则表示线程目前可以正常执行预定的程序流程。

同步与异步

同步与异步是相对的概念，同步主要用来描述任务流的顺序执行，而异步则用于描述任务流的乱序执行。在 I/O 相关的上下文中，同步与异步经常和阻塞与非阻塞一同提起，例如“同步阻塞 I/O”、“同步非阻塞 I/O”等。在这类语境下，同步主要指“同步 I/O”，其主要包括阻塞 I/O，非阻塞 I/O 和基于非阻塞 I/O 的多路复用，而此时异步则主要指异步 I/O。

同步 I/O 的“同步”主要体现在最终 read() 获取数据的过程是一个同步等待的过程（等待数据从内核缓冲区拷贝到用户缓冲区）。异步 I/O 的“异步”主要体现在“检查是否当前有数据可读”与“将数据从内核缓冲区复制到用户缓冲区”这两个过程都不需要调用线程去等待，而是由后台线程完成并通过回调函数执行对应处理逻辑。由于 I/O 操作委托给了后台线程执行，因而不会阻塞当前线程的程序流，自然不存在所谓“异步非阻塞”的说法。

同样的，在并发编程的上下文中，我们可以通过阻塞的方式来实现同步，比如利用锁机制和信号量来（ReentrantLock、CountDownLatch、CyclicBarrier 等）同步多个任务流。当然，我们也可以通过非阻塞的方式来实现异步操作，比如将某个任务委托各其它对象（协程、线程池等）去执行并在最后通过信号或回调函数等方式获取任务执行结果。