Blocking, Non-Blocking, Syncronous, Asynchronous Programming

출처: Homoefficio

Blocking vs Non-Blocking

제어권을 요청자에게 넘겨주는지 여부에 따라 Blocking과 Non-Blocking으로 나뉜다.

제어권은 자신(함수)의 코드를 실행할 권리와 유사한 개념으로, 제어권을 가진 함수는 자신의 코드를 끝까지 실행한 후, 자신을 호출한 함수에게 돌려준다.

Blocking

• A함수가 B함수를 호출하면 제어권을 B함수에게 넘겨준다.
  (요청자가 I/O 작업이 완료될 때까지 기다리는 프로그래밍 방식이다. 즉, 요청자가 I/O 작업이 완료될 때까지 다른 작업을 수행할 수 없다.)

Non-Blocking

• A함수가 B함수를 호출해도 제어권을 그대로 자신이 가지고 있다.
  (요청자가 I/O 작업이 완료될 때까지 기다리지 않고 다른 작업을 수행할 수 있는 프로그래밍 방식이다. 즉, 요청자가 I/O 작업이 완료될 때까지 다른 작업을 수행할 수 있다.)

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Synchronous vs Asynchronous

호출되는 함수의 작업 완료 여부를 신경쓰는지 여부에 따라 Synchronous와 Asynchronous로 나뉜다.

Synchronous

• 함수 A가 함수 B를 호출한 뒤, 함수 B의 작업 완료 여부를 신경쓰는 방식.
  (함수 B의 리턴값이 필요할 때)

Asynchronous

• 함수 A가 함수 B를 호출한 뒤, 함수 B의 작업 완료 여부를 신경쓰지 않는 방식.
  (함수 B의 리턴값이 필요하지 않을 때)
  
• 콜백 함수를 함께 전달하여, 함수 B의 작업이 완료되면 콜백 함수를 호출하도록 한다.

Asnychronus Programming Model

• Asynchronous 프로그래밍을 가능하게 하는 것은 multi-threading, non-blocking I/O, event-driven programming 등의 방식이 있다.
• 근래의 백엔드 프로그래밍의 추세는 스레드를 적게 쓰면서 non-block i/o를 통해 전체 처리량을 높이는 방향으로 발전하고 있다.

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프로그래밍 모델

Sync-Blocking

함수 A는 함수 B의 리턴값을 필요로 한다(동기). A함수는 호출 후 제어권을 함수 B에게 넘겨주고, 함수 B가 실행을 완료하여 리턴값과 제어권을 돌려줄때까지 기다린다(블로킹).

Sync-NonBlocking

A 함수는 B 함수를 호출한다. 이 때 A 함수는 B 함수에게 제어권을 주지 않고, 자신의 코드를 계속 실행한다(논블로킹).

그런데 A 함수는 B 함수의 리턴값이 필요하기 때문에, 중간중간 B 함수에게 함수 실행을 완료했는지 물어본다(동기).

Async-NonBlocking

A 함수는 B 함수 호출 후 제어권을 B 함수에 주지 않고, 자신이 계속 가지고 있는다(논블로킹). (멈추지 않고 자신의 코드를 계속 실행)

B 함수를 호출할 때 콜백함수를 함께 준다. B 함수는 자신의 작업이 끝나면 A 함수가 준 콜백 함수를 실행한다(비동기).

Async-Blocking

A 함수는 B 함수의 리턴값에 신경쓰지 않고, 콜백함수를 보낸다(비동기). 이 때 A 함수는 B 함수에게 제어권을 넘긴다(블로킹).

• A 함수는 B 함수의 리턴값을 필요로 하지 않지만, B 함수가 실행을 완료할 때까지 기다려야 한다.
• Async-blocking의 경우 Sync-blocking과 성능차이가 없기 때문에 사용하지 않는다.

참고 & 출처

• Boost application performance with asynchronous I/O
• homefficio