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I/O模型:阻塞、非阻塞 & 同步、异步

在进行 I/O 编程时,我们常常见到同步、异步、阻塞和非阻塞等术语,这些术语常常彼此交叉且不是易于理解。

同步
所谓同步,就是在发出一个函数调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。按照这个定义,其实绝大多数函数都是同步调用(例如sin, isdigit等)。但是一般而言,提到同步、异步的时候,特指那些需要一定时间完成的任务,最常见的例子就是 SendMessage。该函数发送一个消息给某个窗口,在对方处理完消息之前,这个函数不返回。当对方处理完毕以后,该函数才把消息处理函数所返回的 LRESULT值返回给调用者。

异步
异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后,通过状态、通知或回调来通知调用者。以 CAsycSocket 类为例(注意,CSocket 从 CAsyncSocket 派生,但是起功能已经由异步转化为同步),当一个客户端通过调用 Connect 函数发出一个连接请求后,调用者线程立刻可以朝下运行。当连接真正建立起来以后,socket底层会发送一个消息通知该对象。这里提到执行部件可以通过三种途径返回结果:状态、通知和回调。使用哪一种依赖于执行部件的实现,除非执行部件提供多种选择,否则不受调用者控制。不过如果执行部件用状态来通知,那么调用者就需要每隔一定时间检查一次,效率就很低。如果是使用通知的方式,效率则很高,因为执行部件几乎不需要做额外的操作。至于回调函数,和通知区别不大。

另外你也常常会看到用阻塞模式和非阻塞模式来实现 I/O 操作。所谓阻塞,是指当前线程在运行中也会因为某些原因而阻塞。 所有处于阻塞状态的线程的共同特征是: 放弃CPU, 暂停运行, 只有等到导致阻塞的原因消除, 才能恢复运行;

阻塞
阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起。函数只有在得到结果之后才会返回。有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来,实际上是不同的。对于同步调用来说,很多时候当前线程还是激活的,只是从逻辑上当前函数没有返回而已。例如,我们在CSocket中调用Receive函数,如果缓冲区中没有数 据,这个函数就会一直等待,直到有数据才返回。而此时,当前线程还会继续处理各种各样的消息。如果主窗口和调用函数在同一个线程中,除非你在特殊的界面操 作函数中调用,其实主界面还是应该可以刷新。socket接收数据的另外一个函数recv则是一个阻塞调用的例子。当socket工作在阻塞模式的时候, 如果没有数据的情况下调用该函数,则当前线程就会被挂起,直到有数据为止。
非阻塞
非阻塞和阻塞的概念相对应,指在不能立刻得到结果之前,该函数不会阻塞当前线程,而会立刻返回

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Windows Runtime中的异步模式

文章评价: 原文
Windows Runtime 提供了一套一致的模式来创建和管理异步操作。

下面的内容介绍了 Windows Runtime 中的异步编程(asynchronous programming),例子包括了 Javascript,C#,Visual Basic 和 Visual C++。

异步编程的好处
由于从 Windows Runtime 的异步编程模型中获益,Metro风格应用总是能对用户的输入及时做出响应。你可以运行费时的任务而不需阻塞 UI 线程,你可以在稍后才获得任务返回的结果。你可以取消任务,也可以当任务在后台运行时获得进度通知。你无需显示地管理线程或者直接和底层的并发(concurrence)实现打交道。

Windows Runtime 的许多特性以异步函数的形式呈现,比如 MediaCapture 和 StorageFile。作为约定,异步函数的名称以“Async”结尾,表明其执行可能发生在调用返回之后。

在 Metro 风格应用中使用异步API,代码可用一致的方法使用非阻塞调用。如果在用户的 API 里实现了异步模式,调用者就可以理解并按预知的形式使用你的代码。Windows Runtime 以贴近每种语言自身的方式提供了异步模式。见下表:

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