非阻塞同步算法大全

A. 同步异步，阻塞和非阻塞该怎样理解

以银行排队为例
1 同步阻塞
银行不给票，直接排队
2 同步非阻塞
银行排队，在队伍里打电话，时不时看队伍到自己了。
这里分为两个动作，排队时不时为主，打电话为辅。
这样在代码里头显示为，一个死循环，不断轮询到自己没有，这个循环中还能做其他动作，就是打电话，或者说抽烟。和1不同，1只能时不时看，也就是轮询，不断的把自己怼端口监听，只做一个东西，因为他被阻塞了。
3 异步阻塞
老实说，我觉得跟1有点像，这个例子还是银行的，这个银行升级了，会发票给你，这个小票替代你排队，到你了银行会叫你，这就是异步。
但是这时候你发现被阻塞了，不能抽烟，不能出去走走，不去顺路在隔壁买鸡排吃，我的妈，这和1到底有什么分别？！
老实说个人觉得没有分别，但是在程序里大概是这样显示的，不用循环了，不用一次次去端口怼着了，起个函数线程只需要等待通知，就可以接收乱七八糟的东西。
嗨呀，好气啊，这样做有个卵用。
有用哈，虽然线程挂起等待，但是cpu没闲着啊，该咋地还是咋地，省资源了撒（心里话：还是没卵用
4 异步非阻塞
拿了小票排队，然后去隔壁买鸡排，在门口抽根烟，吃完鸡排发现银行还没叫我，嗨呀，好气啊，银行怎么这么辣鸡，排个队那么卵久的

B. java 中 阻塞队列 非阻塞队列 和普通队列的区别是什么

阻塞队列与普通队列的区别在于，当队列是空的时，从队列中获取元素的操作将会被阻塞，或者当队列是满时，往队列里添加元素的操作会被阻塞。试图从空的阻塞队列中获取元素的线程将会被阻塞，直到其他的线程往空的队列插入新的元素。同样，试图往已满的阻塞队列中添加新元素的线程同样也会被阻塞，直到其他的线程使队列重新变得空闲起来，如从队列中移除一个或者多个元素，或者完全清空队列.
1.ArrayDeque, （数组双端队列）
2.PriorityQueue, （优先级队列）
3.ConcurrentLinkedQueue, （基于链表的并发队列）
4.DelayQueue, （延期阻塞队列）（阻塞队列实现了BlockingQueue接口）
5.ArrayBlockingQueue, （基于数组的并发阻塞队列）
6.LinkedBlockingQueue, （基于链表的FIFO阻塞队列）
7.LinkedBlockingDeque, （基于链表的FIFO双端阻塞队列）
8.PriorityBlockingQueue, （带优先级的无界阻塞队列）
9.SynchronousQueue （并发同步阻塞队列）
阻塞队列和生产者-消费者模式
阻塞队列（Blocking queue）提供了可阻塞的put和take方法，它们与可定时的offer和poll是等价的。如果Queue已经满了，put方法会被阻塞直到有空间可用；如果Queue是空的，那么take方法会被阻塞，直到有元素可用。Queue的长度可以有限，也可以无限；无限的Queue永远不会充满，所以它的put方法永远不会阻塞。
阻塞队列支持生产者-消费者设计模式。一个生产者-消费者设计分离了“生产产品”和“消费产品”。该模式不会发现一个工作便立即处理，而是把工作置于一个任务（“to do”）清单中，以备后期处理。生产者-消费者模式简化了开发，因为它解除了生产者和消费者之间相互依赖的代码。生产者和消费者以不同的或者变化的速度生产和消费数据，生产者-消费者模式将这些活动解耦，因而简化了工作负荷的管理。
生产者-消费者设计是围绕阻塞队列展开的，生产者把数据放入队列，并使数据可用，当消费者为适当的行为做准备时会从队列中获取数据。生产者不需要知道消费者的省份或者数量，甚至根本没有消费者—它们只负责把数据放入队列。类似地，消费者也不需要知道生产者是谁，以及是谁给它们安排的工作。BlockingQueue可以使用任意数量的生产者和消费者，从而简化了生产者-消费者设计的实现。最常见的生产者-消费者设计是将线程池与工作队列相结合。
阻塞队列简化了消费者的编码，因为take会保持阻塞直到可用数据出现。如果生产者不能足够快地产生工作，让消费者忙碌起来，那么消费者只能一直等待，直到有工作可做。同时，put方法的阻塞特性也大大地简化了生产者的编码；如果使用一个有界队列，那么当队列充满的时候，生产者就会阻塞，暂不能生成更多的工作，从而给消费者时间来赶进进度。
有界队列是强大的资源管理工具，用来建立可靠的应用程序：它们遏制那些可以产生过多工作量、具有威胁的活动，从而让你的程序在面对超负荷工作时更加健壮。
虽然生产者-消费者模式可以把生产者和消费者的代码相互解耦合，但是它们的行为还是间接地通过共享队列耦合在一起了
类库中包含一些BlockingQueue的实现，其中LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue是FIFO队列，与 LinkedList和ArrayList相似，但是却拥有比同步List更好的并发性能。PriorityBlockingQueue是一个按优先级顺序排序的队列，当你不希望按照FIFO的属性处理元素时，这个PriorityBolckingQueue是非常有用的。正如其他排序的容器一样，PriorityBlockingQueue可以比较元素本身的自然顺序（如果它们实现了Comparable），也可以使用一个 Comparator进行排序。
最后一个BlockingQueue的实现是SynchronousQueue，它根本上不是一个真正的队列，因为它不会为队列元素维护任何存储空间。不过，它维护一个排队的线程清单，这些线程等待把元素加入（enqueue）队列或者移出（dequeue）队列。因为SynchronousQueue没有存储能力，所以除非另一个线程已经准备好参与移交工作，否则put和take会一直阻止。SynchronousQueue这类队列只有在消费者充足的时候比较合适，它们总能为下一个任务作好准备。
非阻塞算法
基于锁的算法会带来一些活跃度失败的风险。如果线程在持有锁的时候因为阻塞I/O，页面错误，或其他原因发生延迟，很可能所有的线程都不能前进了。
一个线程的失败或挂起不应该影响其他线程的失败或挂起，这样的算法成为非阻塞（nonblocking）算法；如果算法的每一个步骤中都有一些线程能够继续执行，那么这样的算法称为锁自由（lock-free）算法。在线程间使用CAS进行协调，这样的算法如果能构建正确的话，它既是非阻塞的，又是锁自由的。非竞争的CAS总是能够成功，如果多个线程以一个CAS竞争，总会有一个胜出并前进。非阻塞算法堆死锁和优先级倒置有“免疫性”（但它们可能会出现饥饿和活锁，因为它们允许重进入）。
非阻塞算法通过使用低层次的并发原语，比如比较交换，取代了锁。原子变量类向用户提供了这些底层级原语，也能够当做“更佳的volatile变量”使用，同时提供了整数类和对象引用的原子化更新操作

C. c++非阻塞多线程实例应用的算法有哪些

多线程非阻塞模式到现在算是告一段落吧 虽然还有一些小的bug需要修正 总结一下 准备向后面进发

实现功能: 本程序主要实现远程计算的功能 通过非阻塞套接字和多线程的结合 让通信变得高效 服务器通过维护一个客户端链表来实现对多个客户响应 客户端自身验证表达式的正确性 当输入Byebye时 服务器回复OK 此时客户端断开连接退出

总结：

不管用何种方式通信 相关联的几个线程总会用一个变量来控制所有的其他线程

对于非阻塞套接字 Recv Send Connect Accept等都需要套上一个基于共同控制变量或者永真的循环来实现对WSAEWOULDBLOCK的返回重试

对于通过事件信号量来通知的两个线程 例如生产者 消费者(生产者生产好了通过hEvent通知消费者) 当生产者退出时 一定要通过该信号量来通知消费者 以免消费者阻塞于WaitForSingleObject 而消费者在等到信号量时 也一定要检测生产者是否已经退出(或者是说在这里的断开了连接) 以免发送或接收未知的数据

对于有信号量控制的两个同步线程 要注意是否有共同访问的数据 要时刻记得对数据进行互斥访问

D. Java：什么叫做同步非阻塞IO呢

这个IO不用等待对方返回结果，打开IO指令执行完成后，会继续执行指令后面的操作，当对方返回数据后会出发一个事件，告诉你数据回来了，例如使用selector的非阻塞IO.你应当看看java.nio.

E. java怎么实现同步非阻塞

1.非阻塞算法

非阻塞算法属于并发算法，它们可以安全地派生它们的线程，不通过锁定派生，而是通过低级的原子性的硬件原生形式 —— 例如比较和交换。非阻塞算法的设计与实现极为困难，但是它们能够提供更好的吞吐率，对生存问题（例如死锁和优先级反转）也能提供更好的防御。使用底层的原子化机器指令取代锁,比如比较并交换(CAS,compare-and-swap).
2.悲观技术
独占锁是一种悲观的技术.它假设最坏的情况发生(如果不加锁,其它线程会破坏对象状态),即使没有发生最坏的情况,仍然用锁保护对象状态.
3.乐观技术
依赖冲突监测.先更新,如果监测发生冲突发生,则放弃更新后重试,否则更新成功.现在处理器都有原子化的读-改-写指令,比如比较并交换(CAS,compare-and-swap).
4.CAS操作
CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。CAS典型使用模式是：首先从V中读取A，并根据A计算新值B，然后再通过CAS以原子方式将V中的值由A变成B（只要在这期间没有任何线程将V的值修改为其他值）。
清单 3. 说明比较并交换的行为（而不是性能）的代码
public class SimulatedCAS {
private int value;

public synchronized int getValue() { return value; }

public synchronized int compareAndSwap(int expectedValue, int newValue) {
int oldValue = value;
if (value == expectedValue)
value = newValue;
return oldValue;
}
}

清单 4. 使用比较并交换实现计数器

public class CasCounter {
private SimulatedCAS value;
public int getValue() {
return value.getValue();
}
public int increment() {
int oldValue = value.getValue();
while (value.compareAndSwap(oldValue, oldValue + 1) != oldValue)
oldValue = value.getValue();
return oldValue + 1;
}
}

5.原子变量
原子变量支持不用锁保护就能原子性更新操作，其底层用CAS实现。共有12个原子变量，可分为4组：标量类、更新器类、数组类以及复合变量类。最常用的原子变量就是标量类：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean以及AtomicReference。所有类型都支持CAS。
6.性能比较：锁与原子变量
在中低程度的竞争下，原子变量能提供很高的可伸缩性，原子变量性能超过锁；而在高强度的竞争下，锁能够更有效地避免竞争，锁的性能将超过原子变量的性能。但在更真实的实际情况中，原子变量的性能将超过锁的性能。

F. 如何通过socket消息队列机制实现同步非阻塞与异步阻塞优缺点

public class Calcul {
public static void main(String[] args) {
circularArea();
}
public static void circularArea(){
int r=2;
float π=3.14f;
float circularArea = π*r*r;
System.out.println(circularArea);
}

G. 名词解释：同步、异步、阻塞和非阻塞

同步1.同时起步，协调一致。 2.物理学名词。两个或几个随时间变化的量，在变化过程中保持一定的相对关系. 异步则反之..
阻塞 1.水流、交通等因被某物堵塞而不能通过。 2.闭塞不通。 3.使堵塞不通。用于抽象事物。 非阻塞则反之

H. 阻塞非阻塞，同步和异步的区别

首先来解释同步和异步的概念,这两个概念与消息的通知机制有关.
举个例子,比如我去银行办理业务,可能选择排队等候,也可能取一个小纸条上面有我的号码,等到排到我这一号时由柜台的人通知我轮到我去办理业务了.
前者(排队等候)就是同步等待消息,而后者(等待别人通知)就是异步等待消息.在异步消息处理中,等待消息者(在这个例子中就是等待办理业务的人)往往注册一个回调机制,在所等待的事件被触发时由触发机制(在这里是柜台的人)通过某种机制(在这里是写在小纸条上的号码)找到等待该事件的人.
而在实际的程序中,同步消息处理就好比简单的read/write操作,它们需要等待这两个操作成功才能返回;而异步处理机制就是类似于select/poll之类的多路复用IO操作,当所关注的消息被触发时,由消息触发机制通知触发对消息的处理.
其次再来解释一下阻塞和非阻塞,这两个概念与程序等待消息(无所谓同步或者异步)时的状态有关.
继续上面的那个例子,不论是排队还是使用号码等待通知,如果在这个等待的过程中,等待者除了等待消息之外不能做其它的事情,那么该机制就是阻塞的,表现在程序中,也就是该程序一直阻塞在该函数调用处不能继续往下执行.相反,有的人喜欢在银行办理这些业务的时候一边打打电话发发短信一边等待,这样的状态就是非阻塞的,因为他(等待者)没有阻塞在这个消息通知上,而是一边做自己的事情一边等待.但是需要注意了,第一种同步非阻塞形式实际上是效率低下的,想象一下你一边打着电话一边还需要抬头看到底队伍排到你了没有,如果把打电话和观察排队的位置看成是程序的两个操作的话,这个程序需要在这两种不同的行为之间来回的切换,效率可想而知是低下的;而后者,异步非阻塞形式却没有这样的问题,因为打电话是你(等待者)的事情,而通知你则是柜台(消息触发机制)的事情,程序没有在两种不同的操作中来回切换.
很多人会把同步和阻塞混淆,我想是因为很多时候同步操作会以阻塞的形式表现出来,比如很多人会写阻塞的read/write操作,但是别忘了可以对fd设置O_NONBLOCK标志位,这样就可以将同步操作变成非阻塞的了;同样的,很多人也会把异步和非阻塞混淆,因为异步操作一般都不会在真正的IO操作处被阻塞,比如如果用select函数,当select返回可读时再去read一般都不会被阻塞,就好比当你的号码排到时一般都是在你之前已经没有人了,所以你再去柜台办理业务就不会被阻塞.

I. 怎样理解阻塞非阻塞与同步异步的区别

“阻塞”与"非阻塞"与"同步"与“异步"不能简单的从字面理解，提供一个从分布式系统角度的回答。
1.同步与异步
同步和异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication)
所谓同步，就是在发出一个*调用*时，在没有得到结果之前，该*调用*就不返回。但是一旦调用返回，就得到返回值了。
换句话说，就是由*调用者*主动等待这个*调用*的结果。
而异步则是相反，*调用*在发出之后，这个调用就直接返回了，所以没有返回结果。换句话说，当一个异步过程调用发出后，调用者不会立刻得到结果。而是在*调用*发出后，*被调用者*通过状态、通知来通知调用者，或通过回调函数处理这个调用。
典型的异步编程模型比如Node.js
举个通俗的例子：
你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书，如果是同步通信机制，书店老板会说，你稍等，”我查一下"，然后开始查啊查，等查好了（可能是5秒，也可能是一天）告诉你结果（返回结果）。
而异步通信机制，书店老板直接告诉你我查一下啊，查好了打电话给你，然后直接挂电话了（不返回结果）。然后查好了，他会主动打电话给你。在这里老板通过“回电”这种方式来回调。

2. 阻塞与非阻塞
阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态.
阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。
非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程。
还是上面的例子，
你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书，你如果是阻塞式调用，你会一直把自己“挂起”，直到得到这本书有没有的结果，如果是非阻塞式调用，你不管老板有没有告诉你，你自己先一边去玩了， 当然你也要偶尔过几分钟check一下老板有没有返回结果。
在这里阻塞与非阻塞与是否同步异步无关。跟老板通过什么方式回答你结果无关。