怎樣理解阻塞非阻塞與同步異步的區別？
【整理自知乎】
“阻塞”與"非阻塞"與"同步"與“異步"不能簡單的從字面理解，提供一個從分佈式系統角度的回答。
1.同步與異步
同步和異步關注的是消息通信機制 (synchronous communication/ asynchronous communication)
所謂同步，就是在發出一個《*調用*》時，在沒有得到結果之前，該《*調用*》就不返回。但是一旦調用返回，就得到返回值了。
換句話說，就是由《￥調用者》主動等待這個《*調用*》的結果。
而異步則是相反，《*調用*》在發出之後，這個調用就直接返回了，所以沒有返回結果。換句話說，當一個異步過程調用發出後，《￥調用者》不會立刻得到結果。而是在《*調用*》發出後，《#被調用者#》通過狀態、通知來通知《￥調用者》，或通過回調函數處理這個調用。
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舉個通俗的例子：
你打電話問書店老闆有沒有《分佈式系統》這本書，如果是同步通信機制，書店老闆會說，你稍等，”我查一下"，然後開始查啊查，等查好了（可能是5秒，也可能是一天）告訴你結果（返回結果）。
而異步通信機制，書店老闆直接告訴你我查一下啊，查好了打電話給你，然後直接掛電話了（不返回結果）。然後查好了，他會主動打電話給你。在這裏老闆通過“回電”這種方式來回調。
2. 阻塞與非阻塞
阻塞和非阻塞關注的是程序在等待調用結果（消息，返回值）時的狀態.
阻塞調用是指調用結果返回之前，當前線程會被掛起。調用線程只有在得到結果之後纔會返回。
非阻塞調用指在不能立刻得到結果之前，該調用不會阻塞當前線程。
還是上面的例子，
你打電話問書店老闆有沒有《分佈式系統》這本書，
你如果是阻塞式調用，你會一直把自己“掛起”（原地閒滯等待），直到得到這本書有沒有的結果，如果是非阻塞式調用，你不管老闆有沒有告訴你，你自己先一邊去玩了， 當然你也要偶爾過幾分鐘check一下老闆有沒有返回結果。
在這裏阻塞與非阻塞與是否同步異步無關。跟老闆通過什麼方式回答你結果無關。
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在處理 IO 的時候，阻塞和非阻塞都是同步 IO。
只有使用了特殊的 API 纔是異步 IO。
對unix來講：阻塞式I/O(默認)，非阻塞式I/O(nonblock)，I/O複用(select/poll/epoll)都屬於同步I/O，因爲它們在數據由內核空間複製回進程緩衝區時都是阻塞的(不能幹別的事)。
只有異步I/O模型(AIO)是符合異步I/O操作的含義的，即在1數據準備完成、2由內核空間拷貝回緩衝區後 通知進程，在等待通知的這段時間裏可以幹別的事。
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一講到網絡編程的I/O模型，總會涉及到這幾個概念。問了很多人，沒幾個能清晰地講出他們之間的區別聯繫，甚至在網絡上也有很多不同的觀點，也不知是中國文字釋義的博大精深，還是本來這幾個概念就是繞人不倦。今天我也來給大家講解一下我對這幾個概念的理解。
既然網絡上衆說紛紜，不如找個權威參考一下，這個權威就是《UNIX網絡編程：卷一》第六章——I/O複用。書中向我們提及了5種類UNIX下可用的I/O模型：
·
阻塞式I/O；
非阻塞式I/O；
I/O複用（select，poll，epoll...）；
信號驅動式I/O（SIGIO）；
異步I/O（POSIX的aio_系列函數）；
·
阻塞式I/O模型：默認情況下，所有套接字都是阻塞的。怎麼理解？先理解這麼個流程，一個輸入操作通常包括兩個不同階段：
（1）等待數據準備好；
（2）從內核向進程複製數據。
對於一個套接字上的輸入操作，第一步通常涉及等待數據從網絡中到達。當所有等待分組到達時，它被複制到內核中的某個緩衝區。第二步就是把數據從內核緩衝區複製到應用程序緩衝區。 好，下面我們以阻塞套接字的recvfrom的的調用圖來說明阻塞
標紅的這部分過程就是阻塞，直到阻塞結束recvfrom才能返回。
非阻塞式I/O： 以下這句話很重要：進程把一個套接字設置成非阻塞是在通知內核，當所請求的I/O操作非得把本進程投入睡眠才能完成時，不要把進程投入睡眠，而是返回一個錯誤。看看非阻塞的套接字的recvfrom操作如何進行
可以看出recvfrom總是立即返回。
I/O多路複用：雖然I/O多路複用的函數也是阻塞的，但是其與以上兩種還是有不同的，I/O多路複用是阻塞在select，epoll這樣的系統調用之上，而沒有阻塞在真正的I/O系統調用如recvfrom之上。如圖
信號驅動式I/O：用的很少，就不做講解了。直接上圖
異步I/O：這類函數的工作機制是告知內核啓動某個操作，並讓內核在整個操作（包括將數據從內核拷貝到用戶空間）完成後通知我們。如圖：
注意紅線標記處說明在調用時就可以立馬返回，等函數操作完成會通知我們。
等等，大家一定要問了，同步這個概念你怎麼沒涉及啊？別急，您先看總結。 其實前四種I/O模型都是同步I/O操作，他們的區別在於第一階段，而他們的第二階段是一樣的：在數據從內核複製到應用緩衝區期間（用戶空間），進程阻塞於recvfrom調用。相反，異步I/O模型在這兩個階段都要處理。
再看POSIX對這兩個術語的定義：
同步I/O操作：導致請求進程阻塞，直到I/O操作完成；
異步I/O操作：不導致請求進程阻塞。
好，下面我用我的語言來總結一下阻塞，非阻塞，同步，異步
阻塞，非阻塞：進程/線程要訪問的數據是否就緒，進程/線程是否需要等待；
同步，異步：訪問數據的方式，同步需要主動讀寫數據，在讀寫數據的過程中還是會阻塞；異步只需要I/O操作完成的通知，並不主動讀寫數據，由操作系統內核完成數據的讀寫。
老張愛喝茶，廢話不說，煮開水。
出場人物：老張，水壺兩把（普通水壺，簡稱水壺；會響的水壺，簡稱響水壺）。
1 老張把水壺放到火上，立等水開。（同步阻塞）
老張覺得自己有點傻
2 老張把水壺放到火上，去客廳看電視，時不時去廚房看看水開沒有。（同步非阻塞）
老張還是覺得自己有點傻，於是變高端了，買了把會響笛的那種水壺。水開之後，能大聲發出嘀~~~~的噪音。
3 老張把響水壺放到火上，立等水開。（異步阻塞）
老張覺得這樣傻等意義不大
4 老張把響水壺放到火上，去客廳看電視，水壺響之前不再去看它了，響了再去拿壺。（異步非阻塞）
老張覺得自己聰明瞭。
所謂同步異步，只是對於水壺而言。【方式】
普通水壺，同步；響水壺，異步。
雖然都能幹活，但響水壺可以在自己完工之後，提示老張水開了。這是普通水壺所不能及的。
同步只能讓調用者去輪詢自己（情況2中），造成老張效率的低下。
所謂阻塞非阻塞，僅僅對於老張而言。【狀態】
立等的老張，阻塞；看電視的老張，非阻塞。
情況1和情況3中老張就是阻塞的，媳婦喊他都不知道。雖然3中響水壺是異步的，可對於立等的老張沒有太大的意義。所以一般異步是配合非阻塞使用的，這樣才能發揮異步的效用。