异步调用的理解

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1.分清异步/同步，阻塞/非阻塞。

首先讲下个人对异步和同步，阻塞和非阻塞的概念的理解。

关于这个概念看了许多解释，都是似是而非，并不能完全get到点。个人认为从进程间通信的角度理解比较好，在《操作系统》中关于的部分是这样解释的：

进程间的通信时通过 send() 和 receive() 两种基本操作完成的。具体如何实现这两种基础操作，存在着不同的设计。 
消息的传递有可能是阻塞的或非阻塞的 – 也被称为同步或异步的：

• 阻塞式发送（blocking send）. 发送方进程会被一直阻塞， 直到消息被接受方进程收到。
• 非阻塞式发送（nonblocking send）。 发送方进程调用 send() 后， 立即就可以其他操作。
• 阻塞式接收（blocking receive） 接收方调用 receive() 后一直阻塞， 直到消息到达可用。
• 非阻塞式接受（nonblocking receive） 接收方调用 receive() 函数后， 要么得到一个有效的结果， 要么得到一个空值， 即不会被阻塞。

上述不同类型的发送方式和不同类型的接收方式，可以自由组合。也就是说，阻塞和非阻塞可以理解为是发送方的行为，同步和异步是接收方的行为。举个例子：

我们现在去在一条步行街上的银行办理业务，根据场景可以解释为以下多种情况：

拿到号后，自己是一直在等候区等待（阻塞），还是出去逛街，时不时回来确认一下（非阻塞）。

轮到我们办理业务的时候，是我们自己确认轮到自己了（同步），还是银行会通知我们去办理业务（异步）。

2.异步调用的原理

如果我们使用一个异步调用方法的时候，可以理解为，发送完请求后，我们就可以继续去做自己的事情，然后在一个合适的节点去取数据即可。这里需要明确，是谁帮我们把这些事情做完的。一般，有两种情况：

第一种情况，本地IO操作时，可以通过DMA功能实现，在调用DMA传输数据的时候，CPU是不需要执行处理的，只需要发起传输和等待传输即可，也就是说，在这段时间里，CPU可以干点别的事情。DMA的英文拼写是“Direct Memory Access”，汉语的意思就是直接内存访问。DMA既可以指内存和外设直接存取数据这种内存访问的计算机技术，又可以指实现该技术的硬件模块（对于通用计算机PC而言，DMA控制逻辑由CPU和DMA控制接口逻辑芯片共同组成，嵌入式系统的DMA控制器内建在处理器芯片内部，一般称为DMA控制器，DMAC）。

第二种情况，通过多线程实现，主线程发起请求操作（这里用线程解释，多进程也是可以的），系统选取一个线程接过这个主线程的请求任务，然后当异步调用晚餐后，系统会从可用线程中选取一个线程执行回调函数，将结果推回给主线程。这里的异步调用，主要是为了让调用方法的主线程不需要同步等待在这个函数调用上，从而可以让主线程继续执行它下面的代码。

关于第二种情况，实现的核心思路在于：

1.其他线程/进程执行IO操作，让发起请求方可以不用等待。

2.在执行完异步调用后，通知调用者提取相关数据（这里可以使用注册回调函数的办法）。

3.RPC中的异步调用

RPC框架中，异步请求是一个很重要的方法。一般，在RPC框架中，如果我们使用同步调用，在发起请求后，只能等待结果，中间不能去干其他的事情。我们也称这种模式为请求-响应模式。这个模式优点在于时序清晰，逻辑简单，缺点也显而易见，大量的CPU时间会阻塞在等待请求的响应上，另外，也会存在只能由客户端向服务端发送请求，而服务端无法主动向客户端发送事件通知，也就是缺乏callback机制。

在RPC框架中，一个比较通用的异步调用方法，是在双向会话式的基础上，让调用方通过注册回调函数来获得请求结果实现。双向会话式通讯机制通过去掉请求的返回值，所有的方法请求都定义为无返回结果，调用方在发出请求之后就可以继续干后面的事情了，而不需要再等待服务返回结果。同时针对服务接口定义一个Callback接口用于服务端向客户端发送请求结果和事件通知，通过回调函数，服务器就可以主动向客户端发送消息，将消息推回给请求方。

以上，就是对异步调用的个人理解过程，从基本概念到如何实现。