同步、異步、阻塞和非阻塞的概念
在進行網絡編程時，我們常常見到同步、異步、阻塞和非阻塞四種調用方式。這些方式彼此概念并不好理解。下面是我對這些術語的理解。
同步
所謂同步，就是在發出一個功能調用時，在沒有得到結果之前，該調用就不返回。按照這個定義，其實絕大多數函數都是同步調用（例如sin, isdigit等）。但是一般而言，我們在說同步、異步的時候，特指那些需要其他部件協作或者需要一定時間完成的任務。最常見的例子就是 SendMessage。該函數發送一個消息給某個窗口，在對方處理完消息之前，這個函數不返回。當對方處理完畢以后，該函數才把消息處理函數所返回的 LRESULT值返回給調用者。
異步
異步的概念和同步相對。當一個異步過程調用發出后，調用者不能立刻得到結果。實際處理這個調用的部件在完成后，通過狀態、通知和回調來通知調用者。以CAsycSocket類為例（注意，CSocket從CAsyncSocket派生，但是起功能已經由異步轉化為同步），當一個客戶端通過調用 Connect函數發出一個連接請求后，調用者線程立刻可以朝下運行。當連接真正建立起來以后，socket底層會發送一個消息通知該對象。這里提到執行部件和調用者通過三種途徑返回結果：狀態、通知和回調。可以使用哪一種依賴于執行部件的實現，除非執行部件提供多種選擇，否則不受調用者控制。如果執行部件用狀態來通知，那么調用者就需要每隔一定時間檢查一次，效率就很低（有些初學多線程編程的人，總喜歡用一個循環去檢查某個變量的值，這其實是一種很嚴重的錯誤）。如果是使用通知的方式，效率則很高，因為執行部件幾乎不需要做額外的操作。至于回調函數，其實和通知沒太多區別。
阻塞
阻塞調用是指調用結果返回之前，當前線程會被掛起。函數只有在得到結果之后才會返回。有人也許會把阻塞調用和同步調用等同起來，實際上他是不同的。對于同步調用來說，很多時候當前線程還是激活的，只是從邏輯上當前函數沒有返回而已。例如，我們在CSocket中調用Receive函數，如果緩沖區中沒有數據，這個函數就會一直等待，直到有數據才返回。而此時，當前線程還會繼續處理各種各樣的消息。如果主窗口和調用函數在同一個線程中，除非你在特殊的界面操作函數中調用，其實主界面還是應該可以刷新。socket接收數據的另外一個函數recv則是一個阻塞調用的例子。當socket工作在阻塞模式的時候，如果沒有數據的情況下調用該函數，則當前線程就會被掛起，直到有數據為止。
非阻塞
非阻塞和阻塞的概念相對應，指在不能立刻得到結果之前，該函數不會阻塞當前線程，而會立刻返回。
對象的阻塞模式和阻塞函數調用
對象是否處于阻塞模式和函數是不是阻塞調用有很強的相關性，但是并不是一一對應的。阻塞對象上可以有非阻塞的調用方式，我們可以通過一定的API去輪詢狀態，在適當的時候調用阻塞函數，就可以避免阻塞。而對于非阻塞對象，調用特殊的函數也可以進入阻塞調用。函數select就是這樣的一個例子。
阻塞通信
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通過重疊通信和計算在許多系統能提高性能。由一個智能通信控制器自動地執行通信的系統是真實的。輕－重線索是取得這種重疊的一種機制。導致好性能的一個可選的機制是使用非阻塞通信。一個阻塞發送開始調用初始化這個發送操作，但不完成它。在這個消息被從這個發送緩存拷出以前，這個發送開始調用將返回。需要一個獨立的“發送完成”調用完成這個通信，例如，檢驗從發送緩存拷出的數據。用適當的硬件，在發送被初始化后和它完成以前，來自發送者存儲的數據轉換可以和在發送者完成的計算同時進行。類似地，一個非阻塞“接收開始調用”初始化這個接收操作, 但不完成它。在一個消息被存入這個接收緩存以前，這個調用將返回。須要一個獨立的“接收完成”調用完成這個接收操作，并檢驗被接收到這個接收緩存的數據。用適當的硬件，在接收操作初始化后和它完成以前，到接收者存儲的數據轉換可以和計算同時進行。非阻塞接收的使用雖著信息較早地在接收緩存位置被提供，也可以避免系統緩存和存儲器到存儲器拷貝。
非阻塞發送開始調用能使用與阻塞發送一樣的四種模式: 標準, 緩存, 同步和準備好模式。這些具有同樣的意義。無論一個匹配接收是否已登入，能開始除“準備好”以外的所有模式的發送；只要一個匹配接收已登入，就能開始一個非阻塞“準備好”發送。在所有情況下，發送開始調用是局部的：無論其它進程的狀態如何，它立刻返回。如果這個調用使得一些系統資源用完，那么它將失敗并返回一個錯誤代碼。高質量的MPI實現應保證這種情況只在“病態”時發生。即，一個MPI實現將能支持大數量掛起非阻塞操作。
當數據已被從發送緩存拷出時，這個發送完成調用返回。它可以帶有附加的意義，這取決于發送模式。
如果發送模式是“同步的”，那么只有一個匹配接收已開始這個發送才能完成。即，一個接收已被登入，并已和這個發送匹配。這時，這個發送完成調用是非局部的。注意，在接收完成調用發生以前，如果一個同步、非阻塞發送和一個非阻塞接收匹配, 它可以完成。(發送者一“知道”轉換將結束，它就能完成，但在接收者“知道”轉換將結束以前)。
如果發送模式是“緩存”，并沒有掛起接收，那么消息必須被緩存。這時，發送完成調用是局部的，而且無論一個匹配接收的狀態如何，它必須成功。
如果發送模式是標準的，同時這個消息被緩存，那么在一個匹配接收發生以前，發送結束調用可以返回。另一方面，發送完成直到一個匹配接收發生才可以完成，并且這個消息已被拷到接收緩存。
非阻塞發送能被用阻塞接收匹配，反過來也可以。
給用戶的建議. 一個發送操作的完成, 對于標準模式可以被延遲, 對于同部模式必須延遲, 直到一個匹配接收登入。這兩種情況下非阻塞發送的使用允許發送者提前于接收者進行，以便在兩進程的速度方面，計算更容忍波動。
緩存和準備好模式中的非阻塞發送有一個更有限的影響。一可能一個非阻塞發送將返回，而一個阻塞發送將在數據被從發送者存儲拷出后返回。只要在數據拷貝能和計算同時的情況下，非阻塞發送的使用有優點。
消息發送模式隱含著由發送者初始化通信。當發送者初始化通信(數據被直接移到接收緩存, 并不要求排隊一個掛起發送請求) 時，如果一個接收已登入，這個通信一般將有較低的額外負擔。但是，只在匹配發送已發生后，一個接收操作能完成。當非阻塞接收等待發送時，沒有阻塞接收，它的使用允許得到較低的通信額外負擔。（給用戶的建議結束）。
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同步與異步傳輸的區別
1,異步傳輸是面向字符的傳輸，而同步傳輸是面向比特的傳輸。
2,異步傳輸的單位是字符而同步傳輸的單位是楨。
3,異步傳輸通過字符起止的開始和停止碼抓住再同步的機會，而同步傳輸則是以數據中抽取同步信息。
4,異步傳輸對時序的要求較低，同步傳輸往往通過特定的時鐘線路協調時序。
5,異步傳輸相對于同步傳輸效率較低。
同步傳輸方式中發送方和接收方的時鐘是統一的、字符與字符間的傳輸是同步無間隔的。
異步傳輸方式并不要求發送方和接收方的時鐘完全一樣，字符與字符間的傳輸是異步的。
在網絡通信過程中，通信雙方要交換數據，需要高度的協同工作。為了正確的解釋信號，接收方必須確切地知道信號應當何時接收和處理，因此定時是至關重要的。在計算機網絡中，定時的因素稱為位同步。同步是要接收方按照發送方發送的每個位的起止時刻和速率來接收數據，否則會產生誤差。通常可以采用同步或異步的傳輸方式對位進行同步處理。
1. 異步傳輸（Asynchronous Transmission）： 異步傳輸將比特分成小組進行傳送，小組可以是8位的1個字符或更長。發送方可以在任何時刻發送這些比特組，而接收方從不知道它們會在什么時候到達。一個常見的例子是計算機鍵盤與主機的通信。按下一個字母鍵、數字鍵或特殊字符鍵，就發送一個8比特位的ASCII代碼。鍵盤可以在任何時刻發送代碼，這取決于用戶的輸入速度，內部的硬件必須能夠在任何時刻接收一個鍵入的字符。
異步傳輸存在一個潛在的問題，即接收方并不知道數據會在什么時候到達。在它檢測到數據并做出響應之前，第一個比特已經過去了。這就像有人出乎意料地從后面走上來跟你說話，而你沒來得及反應過來，漏掉了最前面的幾個詞。因此，每次異步傳輸的信息都以一個起始位開頭，它通知接收方數據已經到達了，這就給了接收方響應、接收和緩存數據比特的時間；在傳輸結束時，一個停止位表示該次傳輸信息的終止。按照慣例，空閑（沒有傳送數據）的線路實際攜帶著一個代表二進制1的信號，異步傳輸的開始位使信號變成0，其他的比特位使信號隨傳輸的數據信息而變化。最后，停止位使信號重新變回1，該信號一直保持到下一個開始位到達。例如在鍵盤上數字“1”，按照8比特位的擴展ASCII編碼，將發送“00110001”，同時需要在8比特位的前面加一個起始位，后面一個停止位。
異步傳輸的實現比較容易，由于每個信息都加上了“同步”信息，因此計時的漂移不會產生大的積累，但卻產生了較多的開銷。在上面的例子，每8個比特要多傳送兩個比特，總的傳輸負載就增加25%。對于數據傳輸量很小的低速設備來說問題不大，但對于那些數據傳輸量很大的高速設備來說，25%的負載增值就相當嚴重了。因此，異步傳輸常用于低速設備。
2. 同步傳輸（Synchronous Transmission）：同步傳輸的比特分組要大得多。它不是獨立地發送每個字符，每個字符都有自己的開始位和停止位，而是把它們組合起來一起發送。我們將這些組合稱為數據幀，或簡稱為幀。
數據幀的第一部分包含一組同步字符，它是一個獨特的比特組合，類似于前面提到的起始位，用于通知接收方一個幀已經到達，但它同時還能確保接收方的采樣速度和比特的到達速度保持一致，使收發雙方進入同步。
幀的最后一部分是一個幀結束標記。與同步字符一樣，它也是一個獨特的比特串，類似于前面提到的停止位，用于表示在下一幀開始之前沒有別的即將到達的數據了。
同步傳輸通常要比異步傳輸快速得多。接收方不必對每個字符進行開始和停止的操作。一旦檢測到幀同步字符，它就在接下來的數據到達時接收它們。另外，同步傳輸的開銷也比較少。例如，一個典型的幀可能有500字節（即4000比特）的數據，其中可能只包含100比特的開銷。這時，增加的比特位使傳輸的比特總數增加2.5%，這與異步傳輸中25 %的增值要小得多。隨著數據幀中實際數據比特位的增加，開銷比特所占的百分比將相應地減少。但是，數據比特位越長，緩存數據所需要的緩沖區也越大，這就限制了一個幀的大小。另外，幀越大，它占據傳輸媒體的連續時間也越長。在極端的情況下，這將導致其他用戶等得太久。