觀念詳解『阻塞、非阻塞、同步及異步』
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預備知識
一切從任務（行程或執行緒）狀態變化說起
計算機由單個程式到多個程式運行及整批系統到分時系統，這一切都是為了更有效率地使用計算機，現在我們討論在單核情況下的計算機是如何運作的，每個任務的運行都被分配一個時間片段，時間到就會發起系統中斷告知系統，讓CPU可以去執行其他任務，由於每個時間片段都時間都非常短，所以我們會覺得好像所有的任務都是同時運作的，但其實不然，這些任務是一個接著一個按照順序被執行的，我們把這個現象稱之為並行（中國用語：並發）。如果說在時間片段期間我們發起會阻塞當前任務的系統調用，那麼當前任務所有相關資訊都會被保存，然後被放入等待佇列當中，該任務狀態為阻塞，排班程式會為我們分派其他任務並且配置CPU給其使用，而這個被作業系統阻塞的任務其發起的系統調用會經由DMA來進行處理資料的交換，等待完成搬移資料會發出I／O中斷告知作業系統，此時作業系統將會從該任務暫停的地方開始繼續執行。
以下是任務狀態流程圖：
並行與平行
並行（Concurrency），中國用語並發
任務在不同時間點被分配CPU來執行處理，也就是說在同一個時間點，任務不可能同時執行的。
平行（Parallelism），中國用語並行
每一個任務都可以分別被分配至不同的CPU來執行處理，也就是說在同一個時間點下，被分配CPU的任務可以同時執行。平行是基於多核處理器才能實現的。
用一張圖說明並行與平行：
I／O與CPU傾向任務
I／O傾向任務（I／O-bound ）
CPU執行時間短，I／O執行時間長。（優先權重較CPU傾向任務高）
CPU傾向任務（CPU-bound ）
CPU執行時間長，I／O執行時間短。
阻塞、非阻塞
調用阻塞I／O
作業系統層面
任務調用阻塞I／O後，系統不會返回結果，會將當前任務相關資訊保存，並且將CPU使用權歸還，讓CPU執行其他任務，而該任務進入等待佇列，此時狀態為阻塞態，並且等待處理I／O的控制器處理完資料發出中斷告知系統，系統才會返回結果。
程式層面
因為此刻任務為阻塞態，所以什麼事都不做，就只有等待，接收到系統返回的結果後，此任務才能繼續往下執行。
調用非阻塞I／O
作業系統層面
任務調用非阻塞I／O後，系統會立即返回一結果或一個錯誤，不會將當前任務阻塞，此任務仍然被CPU執行著，佔用著CPU，CPU會一直處理狀態判斷，接收來自應用層面不斷輪詢的非阻塞調用。
程式層面
此任務透過不斷輪詢的方式，向系統檢查是否有結果，而系統會不斷返回結果給該任務。
阻塞與非阻塞的差異
- 阻塞I／O不能進行並行操作的，很重要在這裡我指的是該任務本身的程式，而不是利用作業系統的多行程／多執行緒來實現並行操作，對於非阻塞I／O來講，可以實現程式本身的並行操作，這就是為什麼非阻塞I／O執行效率比較高的一個原因。
- 非阻塞I／O調用後會立即返回結果或一個錯誤，而阻塞I／O調用後則不會立即返回
- 調用非阻塞I／O的任務，仍然佔據著CPU，所以不會被阻塞，而調用阻塞I／O的任務會釋出CPU的使用權，進入阻塞狀態
同步、異步
什麼是同步？
以例子來說，現在在腳本中有兩個函數A與B，其中在A中我們調用B函數，A函數必須等到B函數執行完，返回結果後，A函數才能繼續執行，這個期間A函數必須等待。同步有個特色那就是等待，也就是說他是順序執行一個接著一個。
什麼是異步？
當一個異步方法調用發出後，會立即返回一個錯誤或結果，讓其回到應用本身可以繼續往下執行，如果說該應用不只發出一個異步調用，彼此之間不需要等待誰先完成才能執行下一個，它們是平行操作的，執行結果誰先返回不一定，這就是異步的特色。
以下我們來看一下這段程式碼的執行結果：
可以發現上圖的異步執行結果，我們對其發出了兩個異步調用，可以看到它們的返回順序不一致，這就是異步的特色，讓其可以平行處理，不需要彼此等待。
參考來源
- 《深入淺出node.js》。朴靈。北京。人民郵電出版社。
- 【操作系统】詳解阻塞、非阻塞、同步、異步
- 行程管理『行程與執行緒概念
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嘿，大家新年快樂~ 新年大家都在做什麼呢？
跨年夜的我趕工製作某個外包設計案，在工作告一段落時趕上倒數。
然後和兩個小孩過了一個忙亂的元旦。在深夜時刻，看到朋友傳來的解籤網站，興致勃勃熬夜體驗了一下，覺得非常好玩，或許有人玩過了，但還是想寫上來分享紀錄一下~
避免 thread 競速（Race Condition）是多執行緒編程中常見的挑戰之一。
Race Condition 發生在多個執行緒同時訪問和修改共享資源時，因為執行緒之間的執行順序無法預測，可能會導致數據的不一致性或意外行為。
本文主要介紹如何使用Lock來避免此狀況出現。
首先先看沒
“所有人寫的程式會變成指令
每一道指令是由CPU執行
而CPU所能理解的指令類型有限”
※ 非同步概念總複習
為什麼要使用 Promise？
在 JavaScript 開發中，處理非同步操作是常見需求，涉及如文件讀寫、數據庫查詢或網路請求等耗時任務。傳統的回調方式可能導致代碼結構混亂，稱為「回調地獄」，難以維護和理解。
Promise 是解決這問題的方法。它是一個物件(objec
※ 同步概念：
單純地「由上而下」執行程式碼，而且一次只執行一件事，也就是「按順序執行，一個動作結束才能切換到下一個」。缺點是你需要「等待」事情執行完畢，才能繼續往下走。
※ 非同步概念：
盡可能讓主要的執行程序不需要停下來等待，若遇到要等待的事情，就發起一個「非同步處理」，讓主程序繼續執行，
在Python中，queue是一個非常有用的模块。
它提供了多種佇列（queue）實現，用於在多線程環境中安全地交換信息或者數據。
佇列（queue）是一種先進先出（FIFO）的數據結構，允許在佇列的一端插入元素，另一端取出元素。(FIFO 是First In, First Out 的縮寫)
當你需要在 Python 中執行多個任務，但又不希望它們相互阻塞時，可以使用 threading 模組。
threading 模組允許你在單個程序中創建多個執行緒，這些執行緒可以同時運行，從而實現並行執行多個任務的效果。
非同步程式設計(Asynchronous programming) 或是簡單的稱之為 async，它是一種並發程式模型(concurrent programming model)，其目的就是讓多個任務能同時在作業系統的執行緒上執行，並透過 async/.await 保留同步。
為什麼需要非同步？ 我們在「【Web微知識系列】 Web Workers」有介紹到在瀏覽器可執行腳本Javascript環境底下如何完成非同步的操作， 主要是為了讓任務更有效率的進行， 不會因為一個非常耗時的工作堵塞住整個服務， 導致無法服務他人的窘境。
大家應該經常在餐廳裡會看到服務員協
關於多執行緒/多行程的使用方式
在Python 3.2版本之後加入了「concurrent.futures」啟動平行任務， 它可以更好的讓我們管理多執行緒/多行程的應用場景，讓我們在面對這種併發問題時可以不必害怕， 用一個非常簡單的方式就能夠處裡， 底下我們將為您展示一段程式碼：
imp
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