无锁和非阻塞有什么区别？答案

【问题标题】：What is the difference between lockless and non-blocking?无锁和非阻塞有什么区别？
【发布时间】：2009-07-28 12:40:58
【问题描述】：

在数据结构同步的上下文中，有人可以澄清“无锁”和“非阻塞”之间的区别吗？这些术语似乎被很多人互换使用，但我还不确定是否在某处隐藏了一些细微的差异。

我的意思是无锁是“没有锁”，非阻塞更像是保证进度。我怀疑一个暗示另一个，但不是相反，我不确定。

欢迎参考。

【问题讨论】：

“非阻塞”可能是避免进度风险的最佳方式（甚至可能在内部涉及自旋锁和线程）。每个函数调用都会及时返回或返回部分工作（协同例程 yield、promise 或完成后的回调）。锁定是一种正确性策略，具有正确性风险和进度风险，例如在持有锁时死亡和amdahls-law。另一种非锁定正确性策略和调用交换属性（无锁结构、不可变）的进度策略可能是合适的。

【解决方案1】：

锁定是一种访问控制机制。我的意思是当您想要独占访问资源时锁定资源。锁门，使用房间/随心所欲，现在为其他人解锁房间，以便他们现在可以使用。当房间被锁住时，没有其他人可以进入房间，因此无法做任何事情。

阻塞用于保证数据检索，除非你没有数据，否则不要回来。继续在门口/管道/插座（基本上任何东西）等待，当数据可用时获取并返回。

加法--
不要被这些单词的字面英文含义所混淆，因为它们都可以在您尝试将它们放入的上下文中互换使用。例如 - locking 就像阻止其他人使用相同的资源，阻止可以锁定你自己（调用函数）到资源，直到数据可用。

所以 LOCKING 只是意味着您在指定的时间内捕获资源（除非您取消阻止它）。并且，BLOCKING 是您被阻止，这意味着您无法继续进行，因为您没有数据，继续或继续。

它们的实现方式，通过改变进程的状态，并等待中断或事件发生。

【讨论】：

如果我理解那么锁是阻塞的？
@Helltone - 通常一个锁只有在其他人已经在使用它时才会阻塞。
这些 cmets 让我很困惑。所以你说“无锁”是指别人的完成不依赖于自己，“非阻塞”是指自己的完成不依赖于别人。这是你的意思吗？
@Helltone -- 没有什么能比得上无锁的了。我再说一遍，说的很清楚，不要按英文的意思去，试着重新思考。
说 lock 只是阻塞更令人困惑，因为你在这里混合了英语和术语。锁定意味着您无法访问资源，除非该资源已从锁定中释放。如果你是锁定资源的人，你可以使用它，如果你不是锁定资源的人，你不能使用它，除非它被锁定资源的人/函数调用释放（CDrom） .阻塞意味着等待数据来自光驱，除非收到数据一直等待，这意味着除非光驱有一张光碟，有一些数据，一直在光驱中寻找光碟

【解决方案2】：

它们完全不同。

锁定意味着您使用某种方法来使用锁定来控制文件访问。这会停止两个进程同时写入同一个文件，当另一个正在读取时停止一个写入，但允许两个进程同时读取。

阻塞意味着该方法将等待操作完成后再返回。

更新

响应示例请求...如果有时间，我将尝试添加示例，但现在，这里是对可能性的解释。

我们有 3 种方式来执行锁定：

以及执行 IO 的 2 种方式：

如果我们正常使用open() 和read()，我们会得到阻塞IO。如果我们想要非阻塞 IO，我们必须将O_NONBLOCK 标志传递给open()，然后read() 将返回E_AGAIN 而不是阻塞。

默认情况下没有锁定。我们可以用F_SETLK或F_SETLKW调用fcntl()来获取锁。如果锁不可用，前者会阻塞，后者会以EACCES 或EAGAIN 失败。

我认为有两个可能的混淆点：

【讨论】：

锁定不仅用于文件访问，但我明白你的回答。我不确定它们“完全”不同，也许一个暗示另一个？或者在某些情况下它们是相同的，但不是一般的。那么我的问题是：哪些上下文？。
当然，锁定适用于各种访问——文件访问只是一个简单的例子。它们是正交的问题，你可以有一个没有另一个。
@Draemon “你可以有一个没有另一个”。这里真的很受欢迎。
暂无示例，但有解释

【解决方案3】：

是的，无锁意味着没有锁定机制。非阻塞意味着调用将立即返回，而不是等待某些外部事件（例如释放锁或数据到达缓冲区）发生。可以有锁并使用非阻塞调用，例如在调用中

flock(fh, LOCK_SH | LOCK_NB);

这意味着“尝试获得一个读锁，但如果你不能，不要等待一个，立即返回并告诉我你不能”。没有LOCK_NB（“非阻塞”）的LOCK_SH（“共享锁”）的默认行为是等待锁的可用性。

【讨论】：

【解决方案4】：

它们可能相似，但经常用于不同的上下文。在数据结构的上下文中，它们将是同一件事。您也可以在 IO 的上下文中使用“非阻塞”，在这种情况下，这意味着函数在返回之前不会等待操作完成，或者操作肯定不会阻塞（例如，读取具有已经被缓存了）。

此外，非阻塞可能并不意味着某些东西是无锁的。例如，一个数据结构可能使用锁，但有一些不需要锁的非阻塞操作和其他需要锁的阻塞操作。

【讨论】：

【解决方案5】：

通过一个例子试探性的回答：

考虑一个具有两种方法的对象（称为“事件”），wait() 和 notify()。

实施 1：

notify() 原子地设置一个布尔值。 wait() 循环直到布尔值为真。两者都是无锁，但wait()被阻塞。
实施 2：

notify() 获得一个锁，设置一个布尔值然后释放锁。 wait() 获得锁，读取布尔值，释放锁，所有这一切都在一个循环中，直到布尔值为真。因此，两者都是基于锁的、阻塞。
实施 3：

最初锁正在使用中。 notify() 检查一个布尔值，如果为真则释放锁。 wait() 获得锁并将布尔值设置为 true。 notify() 非阻塞（是否无锁尚有争议）。 wait() 基于锁，阻塞。

所以我会说 non-blocking 意味着 lockless，但它们并不等价，因为 lockless 操作仍然可以阻止某个条件在一个循环中。

【讨论】：