ASP.NETCoreMVCI/O编程模型

• 1. ASP.NET Core MVC I/O编程模型
  • 1.1. I/O编程模型浅析
  • 1.2. 同步阻塞I/O
  • 1.3. 同步非阻塞I/O
  • 1.4. 异步I/O
  • 1.5. 总结

1.1. I/O编程模型浅析

服务器端编程经常需要构造高性能的IO模型&＃xff0c;常见的IO模型有四种&＃xff1a;

&＃xff08;1&＃xff09;同步阻塞IO&＃xff08;Blocking IO&＃xff09;&＃xff1a;即传统的IO模型。

&＃xff08;2&＃xff09;同步非阻塞IO&＃xff08;Non-blocking IO&＃xff09;&＃xff1a;默认创建的socket都是阻塞的&＃xff0c;非阻塞IO要求socket被设置为NONBLOCK。

&＃xff08;3&＃xff09;IO多路复用&＃xff08;IO Multiplexing&＃xff09;&＃xff1a;即经典的Reactor设计模式&＃xff0c;有时也称为异步阻塞IO&＃xff0c;Java中的Selector和Linux中的epoll都是这种模型。

&＃xff08;4&＃xff09;异步IO&＃xff08;Asynchronous IO&＃xff09;&＃xff1a;即经典的Proactor设计模式&＃xff0c;也称为异步非阻塞IO。

同步和异步的概念描述的是用户线程与内核的交互方式&＃xff1a;

• 同步是指用户线程发起IO请求后需要等待或者轮询内核IO操作完成后才能继续执行&＃xff1b;

• 异步是指用户线程发起IO请求后仍继续执行&＃xff0c;当内核IO操作完成后会通知用户线程&＃xff0c;或者调用用户线程注册的回调函数。

阻塞和非阻塞的概念描述的是用户线程调用内核IO操作的方式&＃xff1a;

• 阻塞是指IO操作需要彻底完成后才返回到用户空间&＃xff1b;

• 非阻塞是指IO操作被调用后立即返回给用户一个状态值&＃xff0c;无需等到IO操作彻底完成。

1.2. 同步阻塞I/O

同步阻塞I/O模型是最简单的I/O模型&＃xff0c;用户进程在进行I/O操作时被阻塞&＃xff0c;如下图所示&＃xff1a;

在ASP.NET Core中没有使用多线程或加入异步关键字的模型均为同步阻塞I/O

public IActionResult Sync(){var start &＃61; DateTime.Now;Add();return Json("start:"&＃43;start&＃43;"||| end:" &＃43; DateTime.Now);}void Add(){Thread.Sleep(2000);Console.WriteLine(DateTime.Now);}

1.3. 同步非阻塞I/O

在同步非阻塞整个IO请求的过程中&＃xff0c;虽然用户线程每次发起IO请求后可以立即返回&＃xff0c;但是为了等到数据&＃xff0c;仍需要不断地轮询、重复请求&＃xff0c;消耗了大量的CPU的资源。一般很少直接使用这种模型&＃xff0c;而是在其他IO模型中使用非阻塞IO这一特性

在ASP.NET Core 中可以使用多线程来实现同步非阻塞&＃xff0c;在如下代码清单中可以看到&＃xff0c;使用多线程调用一个会自动休眠2秒的方法&＃xff0c;主线程Sync会先返回值&＃xff0c;而不会阻塞。

public IActionResult Sync(){var thread &＃61; new Thread(new ThreadStart(this.Add));thread.Start();return Json(DateTime.Now);}void Add(){Thread.Sleep(2000);Console.WriteLine(DateTime.Now);}


而子线程由于被阻塞了2秒&＃xff0c;因此时间为&＃xff1a;

如果想在同步非阻塞的情况下获得返回的数据&＃xff0c;就需要轮询&＃xff0c;重复的对线程请求。代码清单中使用while循环轮询线程。

public IActionResult Sync(){short num &＃61; 10;var thread &＃61; new Thread(new ParameterizedThreadStart(this.Add));thread.Start(num);while (thread.IsAlive) ;return Json(DateTime.Now &＃43; "result:" &＃43; result);}void Add(object num){Thread.Sleep(2000);this.result &＃61;(short)num ;Console.WriteLine(DateTime.Now);}


1.4. 异步I/O

真正的异步IO需要操作系统更强的支持。在异步IO模型中&＃xff0c;当用户线程收到通知时&＃xff0c;数据已经被内核读取完毕&＃xff0c;并放在了用户线程指定的缓冲区内&＃xff0c;内核在IO完成后通知用户线程直接使用即可。

public IActionResult Async(){var start &＃61; DateTime.Now;short num &＃61; 10;var result &＃61; Add(num).Result;return Json("start:"&＃43; start &＃43;" end: " &＃43; DateTime.Now &＃43; " ||| result: " &＃43; result);}async Task Add(short num){await Task.Delay(2000);return &＃43;&＃43;num;}


关于异步的更详细的使用可参看 http://www.cnblogs.com/vipyoumay/p/5663950.html

1.5. 总结

1.同步与异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication)

所谓同步&＃xff0c;就是在发出一个 调用 时&＃xff0c;在没有得到结果之前&＃xff0c;该调用就不返回。但是一旦调用返回&＃xff0c;就得到返回值了。换句话说&＃xff0c;就是由调用者主动等待这个调用的结果。而异步则是相反&＃xff0c;调用在发出之后&＃xff0c;这个调用就直接返回了&＃xff0c;所以没有返回结果。换句话说&＃xff0c;当一个异步过程调用发出后&＃xff0c;调用者不会立刻得到结果。而是在调用发出后&＃xff0c;被调用者通过状态、通知来通知调用者&＃xff0c;或通过回调函数处理这个调用。

你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书&＃xff0c;如果是同步通信机制&＃xff0c;书店老板会说&＃xff0c;你稍等&＃xff0c;”我查一下"&＃xff0c;然后开始查啊查&＃xff0c;等查好了&＃xff08;可能是5秒&＃xff0c;也可能是一天&＃xff09;告诉你结果&＃xff08;返回结果&＃xff09;。而异步通信机制&＃xff0c;书店老板直接告诉你我查一下啊&＃xff0c;查好了打电话给你&＃xff0c;然后直接挂电话了&＃xff08;不返回结果&＃xff09;。然后查好了&＃xff0c;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. 阻塞与非阻塞关注的是程序在等待调用结果&＃xff08;消息&＃xff0c;返回值&＃xff09;时的状态.

阻塞调用是指调用结果返回之前&＃xff0c;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&＃xff0c;该调用不会阻塞当前线程。

你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书&＃xff0c;你如果是阻塞式调用&＃xff0c;你会一直把自己“挂起”&＃xff0c;直到得到这本书有没有的结果&＃xff0c;如果是非阻塞式调用&＃xff0c;你不管老板有没有告诉你&＃xff0c;你自己先一边去玩了&＃xff0c; 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

【1】http://www.jianshu.com/p/77332a3b07b5

【2】http://kb.cnblogs.com/page/85931

【3】https://www.zhihu.com/question/19732473

作者&＃xff1a;帅虫哥 出处&＃xff1a; http://www.cnblogs.com/vipyoumay/p/7487389.html