python 并发编程 IO模型介绍
gevent 底层是怎么实现?
io模型4个重要概念:
两类
一类:同步、异步 提交任务的方式
同步: 提交完任务后,在原地等待结果,拿到结果后,才执行下一行代码
#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: 提交完任务就不管了,往下执行
#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。
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,)
异步通常和回调机制联用,提交完任务,任务运行完后,自动触发,回调函数代码
阻塞:遇到io,阻塞卡主
#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,accept(),send(),recv()是阻塞io操作,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:
#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。
总结:
#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
io模型5大类:
阻塞io模型
非阻塞io模型
io多路复用
异步io模型
IO发生时涉及的对象和步骤。对于一个network IO \(这里我们以read举例\),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)
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