## 同步、异步


本文不直接讲同步、异步、阻塞、非阻塞、串行、并行、并发的概念理论，而是试图从多个方面讨论来帮助你理解。

>[danger] **以下讨论如没有特别说明，所说的程序都是指的线程(最小粒度的执行实例 / 程序执行流的最小单元)，这样才准确，才有现实意义。**

[PHP socket初探 --- 关于IO的一些枯燥理论](https://blog.ti-node.com/blog/6389362802519179264)

> 同步，异步，阻塞，非阻塞，甚至是同步阻塞，同步非阻塞，异步阻塞，异步非阻塞．是不是晕了？截至到目前为止，你可以简单地认为只要搞明白这几个名词的含义以及区别，就算弄明白IO了，至少了可以继续往下看了．

> 如果你仔细品过上面案例中的每一个字，你就能慢慢体会到之所以异步和非阻塞，同步和阻塞容易混淆，仅仅是因为二者的表现形式稍微有点儿相似而已．

>

> **阻塞和非阻塞关注的是：** 在等馒头的过程中，你在干啥．

> **同步和异步关注的是：** 等馒头这件事，你是一直等到＂馒头出炉＂的结果，还是立即跑路等阿梅告诉你的＂馒头出炉＂．重点的是你是如何得知＂馒头出炉＂的．

>

> 所以现实世界中，最傻的人才会采用异步阻塞的IO方式去写程序(**等的过程不能干别的，另外结果还得通过别人获知。**)．其余三种方式，更多的人都会选择同步阻塞或者异步非阻塞．同步非阻塞最大的问题在于，你需要不断在各个任务中忙碌着，导致你的大脑混乱，非常累．

>

>

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### 1. IO模型

从程序处理IO的方式来看，有以下关系：

| | **同步** | **异步** |

|---|---|---|

| **阻塞** | 同步阻塞 | 异步阻塞 |

| **非阻塞** | 同步非阻塞 | 异步非阻塞 |

**名词解释：**

| 名词 | 解释 |

|---|---|

| **阻塞** | 例：A调用B，在B返回前，A除了一直等着之外，什么都做不了 |

| **非阻塞** | 例：A调用B，在B返回前，A还可以做别的 |

| **同步** | 自己得到结果；调用方依赖被调用方返回的结果 |

| **异步** | 不是自己直接得到结果；调用方不依赖被调用方返回的结果 |

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### 2. 执行顺序

从程序的执行顺序上来看，两个相关的程序有两种顺序关系：

| 名词 | 解释 |

|---|---|

| **串行** | 指两个线程的执行顺序是有先后关系的 |

| **并行** | 指两个线程的执行顺序关系是同时执行的 |

> 注意：在单核CPU上的并行其实是一种假象(由于进程切换太快，让我们几乎感觉不到，误以为是同时执行的)，但我们理解为两个程序在同一刻执行也没有什么错。在多核CPU上存在真正的并行，不过也无法严格证明。(由于时间刻度可以无限细分，对于同时的概念没有绝对的，不绝对准确的理解也没有错，这就是理论上存在，但是却无法证明)

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### 3. 从对外提供服务上来看

**并发：** 如果一个系统可以同时为多人提供服务，或者能同时提供多种服务，那么此系统就是一个支持并发的系统，反之就不算是一个支持并发的系统。(**这里的 “能同时为多人提供服务” 并不是指多个用户的操作要在同时进行**)

ATM机就不是一个并发系统，Apache和Nginx就是支持并发的系统，并发能力也是有极限的，这点请查阅相应系统的配置。

[高并发的那点事儿](https://mp.weixin.qq.com/s/n9FnQq2K93JTTr1kMkwJaw)

> 如果一个系统支持两个或多个动作(Action)同时存在，那就是一个并发系统，如一个秒杀商城，可以同时支持大量的下单处理。如果一个系统支持两个或多个动作同时执行，那就是一个并行系统，如一个多线程爬虫。

[漫话：如何给女朋友解释为什么双11无法修改收货地址](https://mp.weixin.qq.com/s/En4Tv_32TLz_WpmWJfuM_g)

>[danger] **排队中的用户也是并发用户。** 如果一个系统能同时服务多个用户，那就是一个支持并发的系统， **这个服务并不是指多个用户的操作要在同时进行。** 多个操作同时进行，称之为并行系统。

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至此，我们已经从三个方面讨论了：同步、异步、阻塞、非阻塞、串行、并行、并发，相信对于程序的执行细节，你比以往都有更清晰的理解了(建议结合 [IO模型 · php笔记 · 看云](https://www.kancloud.cn/xiak/php-node/786007) 一起阅读效果会更好)。

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### 扩展

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拿餐馆作比喻

同步就是一个奶茶店只有两个窗口，人多了就进不来，都得排队买，一次只能同时服务两个人。

异步就是，还是两个窗口，但是额外多了一个凉亭作为休息等候的地方，不管来多少人，都可以接待，每个人点什么直接由传菜员记录，拿到后厨做，点好后会给你一个号，谁的奶茶好了就喊谁取，大家都不用再站着排队了。

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[IO模型 · php笔记 · 看云](https://www.kancloud.cn/xiak/php-node/786007)

[就为了一个原子操作，其他CPU核心罢工了](https://mp.weixin.qq.com/s/jx0EajGXGrM3fR14P9Bm7Q)

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last update：2018-10-21 01:58:15

同步接口

指发送一个请求,需要等待返回,然后才能够发送下一个请求，有个等待过程，如果超过超时限制会返回超时。

异步接口

指发送一个请求,不需要等待返回,随时可以再发送下一个请求，即不需要等待。

通常情况下，我们使用的都是同步接口。请求数据，等待服务响应，服务器把处理结果返回给你，这是完整的同步接口实例，但是也有写情况下也需要异步接口，比如当用户请求的结果比较慢，客户端又没有耐心等待他的返回。这时候 异步接口就显得很有优势。

一般异步接口会由两步分组成1.同步返回 2异步通知

比较特色的例子就是支付宝支付接口，当你发起支付的时候，支付宝系统收到你的结果，通知你。

支付成功后，异步接口确认处理完成。

在php中，异步接口的实现如下

1.客户端页面采用AJAX技术请求服务器

优点：最简单，也最快，就是在返回给客户端的HTML代码中，嵌入AJAX调用，或者，嵌入一个img标签，src指向要执行的耗时脚本。

缺点：一般来说Ajax都应该在onLoad以后触发，也就是说，用户点开页面后，就关闭，那就不会触发我们的后台脚本了。

而使用img标签的话，这种方式不能称为严格意义上的异步执行。用户浏览器会长时间等待php脚本的执行完成，也就是用户浏览器的状态栏一直显示还在load。

当然，还可以使用其他的类似原理的方法，比如script标签等等。

2.popen()函数

该函数打开一个指向进程的管道，该进程由派生给定的 command 命令执行而产生。打开一个指向进程的管道，该进程由派生给定的 command 命令执行而产生。

所以可以通过调用它，但忽略它的输出。使用代码如下：

pclose(popen("/home/xinchen/backend.php &", 'r'));

优点：避免了第一个方法的缺点，并且也很快。

缺点：这种方法不能通过HTTP协议请求另外的一个WebService，只能执行本地的脚本文件。并且只能单向打开，无法穿大量参数给被调用脚本。并且如果，访问量很高的时候，会产生大量的进程。如果使用到了外部资源，还要自己考虑竞争。

3.CURL扩展

$ch = curl_init();

$curl_opt = array(CURLOPT_URL, 'http://www.example.com/backend.php',

CURLOPT_RETURNTRANSFER, 1,

CURLOPT_TIMEOUT, 1,);

curl_setopt_array($ch, $curl_opt);

curl_exec($ch);

curl_close($ch);

缺点：如你问题中描述的一样，由于使用CURL需要设置CUROPT_TIMEOUT为1(最小为1，郁闷)。也就是说，客户端至少必须等待1秒钟。

4.fscokopen()函数

fsockopen支持socket编程，可以使用fsockopen实现邮件发送等socket程序等等,使用fcockopen需要自己手动拼接出header部分

可以参考: http://cn.php.net/fsockopen/

使用示例如下：

$fp = fsockopen("www.34ways.com", 80, $errno, $errstr, 30);

if (!$fp) {

echo "$errstr ($errno)
\n";

} else {

$out = "GET /index.php / HTTP/1.1\r\n";

$out .= "Host: www.34ways.com\r\n";

$out .= "Connection: Close\r\n\r\n";

fwrite($fp, $out);

/*忽略执行结果

while (!feof($fp)) {

echo fgets($fp, 128);

}*/

fclose($fp);

}

缺点：fscokopen的问题和popen 一样，并发非常多时会产生很多子进程，当达到apache的连接限制数时，就会挂掉，我问题已经说了这种情况。

5：其他方式

比如tcp，udp，mqtt等方式。

mqtt：直接发布消息，连接数一般都很大，能满足很多需求。发布速度快，比较稳定。当订阅收到消息后会自动处理。

以下是PHP

Docs中如何异步使用curl的示例：

// create both cURL resources

$ch1 = curl_init();

$ch2 = curl_init();

// set URL and other appropriate options

curl_setopt($ch1, CURLOPT_URL, "http://lxr.php.net/");

curl_setopt($ch1, CURLOPT_HEADER, 0);

curl_setopt($ch2, CURLOPT_URL, "http://www.php.net/");

curl_setopt($ch2, CURLOPT_HEADER, 0);

//create the multiple cURL handle

$mh = curl_multi_init();

//add the two handles

curl_multi_add_handle($mh,$ch1);

curl_multi_add_handle($mh,$ch2);

$active = null;

//execute the handles

do {

$mrc = curl_multi_exec($mh, $active);

} while ($mrc == CURLM_CALL_MULTI_PERFORM);

while ($active && $mrc == CURLM_OK) {

if (curl_multi_select($mh) != -1) {

do {

$mrc = curl_multi_exec($mh, $active);

} while ($mrc == CURLM_CALL_MULTI_PERFORM);

}

}

//close the handles

curl_multi_remove_handle($mh, $ch1);

curl_multi_remove_handle($mh, $ch2);

curl_multi_close($mh);

?>