了解新知识之前需要知道的一些知识
同步(synchronous):一个进程在执行某个任务时,另外一个进程必须等待其执行完毕,才能继续执行
#所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不会返回。按照这个定义,
其实绝大多数函数都是同步调用。但是一般而言,我们在说同步、异步的时候,
特指那些需要其他部件协作或者需要一定时间完成的任务。 #举例: #1. multiprocessing.Pool下的apply #发起同步调用后,就在原地等着任务结束,
根本不考虑任务是在计算还是在io阻塞,总之就是一股脑地等任务结束 #2. concurrent.futures.ProcessPoolExecutor().submit(func,).result() #3. concurrent.futures.ThreadPoolExecutor().submit(func,).result()
异步(asynchronous):
#异步的概念和同步相对。当一个异步功能调用发出后,调用者不能立刻得到结果。
当该异步功能完成后,通过状态、通知或回调来通知调用者。如果异步功能用状态来通知,
那么调用者就需要每隔一定时间检查一次,效率就很低(有些初学多线程编程的人,总喜欢用一个循环去检查某个变量的值,这其实是一 种很严重的错误)。
如果是使用通知的方式,效率则很高,因为异步功能几乎不需要做额外的操作。至于回调函数,其实和通知没太多区别。 #举例: #1. multiprocessing.Pool().apply_async() #发起异步调用后,并不会等待任务结束才返回,相反,
会立即获取一个临时结果(并不是最终的结果,可能是封装好的一个对象)。 #2. concurrent.futures.ProcessPoolExecutor(3).submit(func,) #3. concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(3).submit(func,)
阻塞(blocking):
#阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起(如遇到io操作)。函数只有在得到结果之后才会
将阻塞的线程激活。有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来,实际上他是不同的。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。 #举例: #1. 同步调用:apply一个累计1亿次的任务,该调用会一直等待,直到任务返回结果为止,
但并未阻塞住(即便是被抢走cpu的执行权限,那也是处于就绪态); #2. 阻塞调用:当socket工作在阻塞模式的时候,如果没有数据的情况下调用recv函数,
则当前线程就会被挂起,直到有数据为止。
非阻塞(non-blocking):
#非阻塞和阻塞的概念相对应,指在不能立刻得到结果之前也会立刻返回,同时该函数不会阻塞当前线程。
小结:
#1. 同步与异步针对的是函数/任务的调用方式:同步就是当一个进程发起一个函数(任务)调用的时候,一直等到函数(任务)完成,而进程继续处于激活状态。而异步情况下是当一个进程发起一个函数(任务)调用的时候,不会等函数返回,而是继续往下执行当,函数返回的时候通过状态、通知、事件等方式通知进程任务完成。 #2. 阻塞与非阻塞针对的是进程或线程:阻塞是当请求不能满足的时候就将进程挂起,而非阻塞则不会阻塞当前进程
一、IO模型介绍
IO发生时涉及的对象和步骤。对于一个网络IO(network IO),它会涉及到两个系统对象,一个是调用这个IO的process (or thread),另一个就是系统内核(kernel)。当一个read操作发生时,该操作会经历两个阶段:
#1)等待数据准备 (Waiting for the data to be ready)
#2)将数据从内核拷贝到进程中(Copying the data from the kernel to the process)
记住这两点很重要,因为这些IO模型的区别就是在两个阶段上各有不同的情况。
二、阻塞IO (blocking IO)
阻塞IO(blocking IO)的特点:就是在IO执行的两个阶段(等待数据和拷贝数据两个阶段)都被block了。
实际上,除非特别指定,几乎所有的IO接口 ( 包括socket接口 ) 都是阻塞型的。这给网络编程带来了一个很大的问题,如在调用recv(1024)的同时,线程将被阻塞,在此期间,线程将无法执行任何运算或响应任何的网络请求。
1 from socket import * 2 server = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 3 server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) 4 server.bind(('127.0.0.1',8080)) 5 server.listen(5) 6 print('start runnig...') 7 while True: 8 conn,addr = server.accept() #IO操作 在这accept的时候不能干recv的活 9 print(addr) 10 while True: 11 try: 12 data = conn.recv(1024) #IO操作 13 conn.send(data.upper()) 14 except Exception: 15 break 16 conn.close() 17 server.close() 18 19 # 我们以前写的这个就是阻塞的IO模型:一旦阻塞了就在那卡着 20 # 直到等到数据已经到了操作系统,操作系统再从内核拷贝给应用程序 21 # 阻塞IO在那两个阶段全都阻塞住了