Linux同步和異步-事件循環(huán)

說下自己的理解，供參考。假設(shè)題主了解網(wǎng)絡(luò)編程和計算機系統(tǒng)的一些基本概念。

簡單概括來說，事件驅(qū)動是實現(xiàn)并發(fā)處理的一種方式。

我們就以HTTP請求的處理過程為例，為簡化說明，僅考慮網(wǎng)絡(luò)IO，不考慮文件IO和數(shù)據(jù)庫等其他過程，也不考慮多核系統(tǒng)。
考慮采用如下最簡模型來處理HTTP請求：

main_loop:
  accept() 
  recv()  
  parse() 
  send() 
  close() 

來一個連接，讀取數(shù)據(jù)（請求），解析請求內(nèi)容，返回數(shù)據(jù)（應答）。
同一時間只為一個客戶端服務(wù)。在為A客戶端服務(wù)的過程中，B客戶端必須等待。

這種方式非常簡單直接，容易理解，但其無法滿足現(xiàn)實場景的需要——不支持并發(fā)。
現(xiàn)實中，客戶端的請求是并發(fā)的：即當一個客戶端的請求還在處理時，另外一個客戶端的請求就會達到，甚至多個客戶端的請求同時達到。
而且，recv 和 send等涉及網(wǎng)絡(luò)操作的API由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送與到達的不確定性，可能需要等待，CPU會空閑下來——但這種模型下即使CPU空閑了也無法處理其他客戶端的請求，浪費了CPU。

我們采用如下多線程模型，可以解決上述問題：

main_loop:
  accept() 
  start_thread(thread_loop)

thread_loop:    
    recv()  
    parse() 
    send() 
    close() 
    exit thread()

即每個客戶端在一個獨立的線程中處理。
當一個客戶端的線程執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)操作需要等待時，會被操作系統(tǒng)調(diào)度出去，執(zhí)行其他需要干活兒的線程。
似乎完美了解決了我們的問題？
然而并沒有。
因為操作系統(tǒng)創(chuàng)建線程的開銷是比較大的，能夠支持的線程數(shù)量是有限的，通常是幾萬的級別，如果線程太多，就會有很多的CPU浪費在了線程的創(chuàng)建、銷毀、調(diào)度等管理操作上。

所以為了充分發(fā)揮CPU的能力，支持更多的并發(fā)數(shù)量，，在Linux上有另外一種處理并發(fā)的方式：
內(nèi)核提供了監(jiān)聽大量網(wǎng)絡(luò)連接（句柄）可讀、可寫等事件的機制和接口。
應用把需要監(jiān)聽對象以及關(guān)心的事件注冊給內(nèi)核，內(nèi)核在有事件達到時通知應用處理。
基于這種機制處理并發(fā)就是事件驅(qū)動。

事件驅(qū)動機制的基本模型是：

create_listen_socket()
register_event_for_listen_socket()
main_loop:
    wait_for_event()
    check_events:
         if listen_socket has event(new client coming) :
               accept()
               register_event_for_client_socket()
        if client_socket has event(new data coming):
               recv()                       
               parse()
               send()              

但這里有一個問題，有可能一個客戶端剛讀取了一部分數(shù)據(jù)，就沒了，剩下的還在網(wǎng)絡(luò)中沒過來，需要繼續(xù)等待。
這就需要把當前的讀取內(nèi)容和請求處理狀態(tài)（也即上下文）保存起來，繼續(xù)處理其他客戶端的事件。
然后下次這個客戶端再有事件到來時再找回上下文繼續(xù)處理。
這其實需要應用自己做一些任務(wù)調(diào)度相關(guān)的上下文保存和切換工作。

當使用多線程處理并發(fā)時，操作系統(tǒng)幫我們做了這些工作，我們無需關(guān)心任務(wù)切換。
因為一個線程就只處理一個客戶端，反復調(diào)用recv把一個請求的數(shù)據(jù)讀完然后解析處理就可以了，也不用擔心沒數(shù)據(jù)到來時，recv阻塞了其他客戶端的處理。
所以多線程編寫并發(fā)代碼非常簡單直接。

如上，事件驅(qū)動機制是Linux上解決并發(fā)問題的一種高效編程模型。
應用反復探測事件，對接收到的事件進行逐個處理的過程就是事件循環(huán)。

那么同步和異步概念體現(xiàn)在哪里呢？

所謂同步就是我們執(zhí)行一個任務(wù)，一直等待任務(wù)執(zhí)行結(jié)束。
所謂異步就是我們執(zhí)行一個任務(wù)，不等待任務(wù)執(zhí)行結(jié)束，繼續(xù)去干其他活兒，任務(wù)結(jié)果后有個通知，或者干脆不關(guān)心任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。

在多線程模型中，每接收到一個新的客戶端就創(chuàng)建一個線程處理，這就是一種異步處理。
在事件驅(qū)動模型中，當沒有數(shù)據(jù)可讀時，就把這個客戶端繼續(xù)放到監(jiān)聽隊列中監(jiān)聽，也是一種異步。

如果我們考慮文件IO，把IO請求丟給另外一個或一組線程（線程池）處理，處理完后通知主線程，也是一種異步。