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【妙用協(xié)程】 - I/O阻塞和流程阻塞

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摘要：所以我們這里談的流程阻塞只是一種簡(jiǎn)化的流程建模的實(shí)現(xiàn)。在某種意義下，阻塞和流程阻塞都是阻塞問(wèn)題。

咱不咬文嚼字地掰什么是Blocking I/O，什么是Async I/O，沒(méi)啥意思。代碼是用來(lái)解決問(wèn)題的。有的時(shí)候透徹理解問(wèn)題，會(huì)比透徹理解某個(gè)具體的解法更重要。
I/O阻塞的問(wèn)題來(lái)源就是，當(dāng)我們需要輸入輸出的時(shí)候，特別是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候。從請(qǐng)求發(fā)出，到得到對(duì)方的應(yīng)答確認(rèn)是一段時(shí)間的。比如說(shuō)代碼中調(diào)用

sock.connect()

實(shí)際對(duì)應(yīng)的TCP包有三個(gè)

client = syn =>      server
client <= syn+ack =  server
client = ack =>      server

這一來(lái)兩去的不得好幾百ms么？在這段時(shí)間內(nèi)，執(zhí)行I/O操作的程序其實(shí)是被阻塞住了不能去干別的事情的。如何讓機(jī)器在等待I/O的時(shí)候同時(shí)干別的事情從而充分利用資源就是我們要解決的問(wèn)題。
流程阻塞的問(wèn)題與I/O阻塞的問(wèn)題類似，比如

stop_server()
migrate_db_to_newer_version()
start_server()

我們有一個(gè)三步驟的流程，第一步把服務(wù)器停掉，可能要花1分鐘，第二步升級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，可能要花30分鐘，第三步在升級(jí)之后把服務(wù)器重新啟動(dòng)起來(lái)，可能需要30秒。這樣的一個(gè)流程在執(zhí)行的時(shí)候，對(duì)于執(zhí)行者來(lái)說(shuō)也是被阻塞了的。為了充分利用資源，同樣希望執(zhí)行上述腳本的機(jī)器能夠在流程等待的時(shí)候同時(shí)去干點(diǎn)的事情。甚至如下面的流程

if is_approved_by_admin():
    stop_server()
    migrate_db_to_newer_version()
    start_server()

如果流程中需要人工審批，我們甚至希望執(zhí)行該流程機(jī)器可以徹底把資源釋放，把流程狀態(tài)存到數(shù)據(jù)庫(kù)里，等用戶審批確認(rèn)的時(shí)候再把流程繼續(xù)執(zhí)行。
當(dāng)然除了能夠在等待的時(shí)候更充分地利用資源之外，流程這個(gè)領(lǐng)域往往還有更高的要求。比如很多情況下我們希望能夠在阻塞狀態(tài)下，清楚地知道每個(gè)流程的當(dāng)前狀態(tài)，甚至是對(duì)狀態(tài)進(jìn)行一些人工干預(yù)。經(jīng)典的工作流的需求有三種建模方法，一種是我們這里使用的串行process的方式，另外一種是FSM（有限狀態(tài)機(jī)），另外一種是petri net。所以我們這里談的流程阻塞只是一種簡(jiǎn)化的流程建模的實(shí)現(xiàn)。
在某種意義下，I/O阻塞和流程阻塞都是阻塞問(wèn)題。對(duì)于編碼實(shí)現(xiàn)去解決阻塞問(wèn)題的碼農(nóng)來(lái)說(shuō)，就是如何用代碼告訴計(jì)算機(jī)如何處理阻塞：

在阻塞的時(shí)候同時(shí)去干點(diǎn)什么別的事情

阻塞前后的代碼邏輯如何連貫起來(lái)

從實(shí)現(xiàn)的效果上來(lái)說(shuō)兩個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

快不快：并發(fā)數(shù)，吞吐量，延遲

好不好懂：我認(rèn)為閱讀相關(guān)代碼時(shí)候眼球移動(dòng)距離可以用來(lái)度量Logic Locality。這個(gè)指標(biāo)可以用來(lái)代表代碼質(zhì)量

在如何表達(dá)“阻塞如何處理”這個(gè)問(wèn)題上，有太多經(jīng)典模式了。比如多線程，selector，proactor，協(xié)程等。每種模式解決的問(wèn)題是一樣的，無(wú)非就是在快不快和好不好懂兩個(gè)問(wèn)題上做了不同的取舍而已。

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