- O que é non-blocking I/O?
- Quais são os usos de uma linguagem com non-blocking I/O?
- Quais são as aplicações práticas de non-blocking I/O?
Com certeza não entra em questões de opinião, então eu queria saber os possíveis problemas.
O que é non-blocking I/O?
É a capacidade de fazer operações de entrada e saída (acessar sistema de arquivos, banco de dados, rede, servidores, etc.) sem que a aplicação fique impedida de executar outras coisas em paralelo.
É muito comum que entrada e saída demore "bastante" por causa do hardware que controla essa operação, mas quase não consome processamento, seria um desperdício não deixar a aplicação fazer outras coisas, então algumas técnicas podem ser aplicadas para paralelizar a execução, cada uma atendendo uma necessidade diferente. A mais popular atualmente é a assincronicidade.
Aplicações bloqueantes são especialmente ruins quando está fazendo interação com o usuário.
Há casos que até a operação feita em um servidor pode ser prejudicada pelo bloqueio e fazer o usuário receber a informação atrasada.
Pode haver operações que bloqueiam opostamente. Imagine que uma aplicação fique esperando o usuário digitar algo. Normalmente é uma operação bloqueante. Mas não precisa ser, há como permitir que outras operações sejam realizadas em paralelo, o chamado "em background.".
De forma geral é vantajoso para melhorar a experiência do usuário.
Quais são os usos de uma linguagem com non-blocking I/O? Quais são as aplicações práticas de non-blocking I/O?
Essa característica é apenas um ponto específico da linguagem. Muitas vezes tem mais a ver com a biblioteca do que com a linguagem.
Qualquer operação no momento que há interação diretamente com o usuário, seja por console, GUI, browser, etc., se for bloqueante impede o usuário fazer outras tarefas, não dá nem para usar o teclado. Mais ainda, o sistema pode parar de responder, e não só o usuário pode tentar fechá-lo, mas até mesmo o sistema operacional pode fazer isso preventivamente.
Então se vai fazer uma operação mais longa, faça ela não bloqueante, assim no momento que a operação está esperando a resposta do hardware de e/s a CPU continua livre para fazer outras coisas.
Se fizer um loop esperando a resposta ele provavelmente será bloqueante. Se criar um sistema de eventos e notificações (padrão Observer) economiza muito processamento. O código diz que quer ser avisado quando a operação terminar e tiver uma resposta, assim ele não precisa ficar repetindo a pergunta se já tem uma resposta ou não. É muito mais inteligente.
Forma por laço:
pede pra fazer algo
tá pronto?
tá pronto?
tá pronto?
tá pronto?
tá pronto?
tá pronto?
tá pronto?
tá pronto?
.
.
.
em algum momento responde "sim" e continua daqui
Código inteligente:
faça seu trabalho e me avise quando terminar -> (outra operação demorada executa, notifica)
terminou, continuo daqui
Olha a diferença de trabalho.
Com isso o processador não fica trabalhando pra controlar o laço e fica livre pra atender outras demandas. Obviamente só fazendo isso não paraleliza nada, o paralelo pode ocorrer com processos, threads ou algum controle da linguagem ou biblioteca, tais como polling, event flags, signals, green threads, callback functions, channels, registred I/O.
As linguagens que possuam um mecanismo para não bloquear a execução pode facilitar muito a execução de várias requisições simultâneas em servidores sem desperdiçar recursos porque está bloqueado ou gerenciando a concorrência, resultando no final uma capacidade de atendimento muito maior.
Especialmente em servidor web é comum fazer mais acesso de E/S do que processamento, há vantagem em fazer dessa forma, e é por isso que quase todas linguagens modernas (algumas nem tão modernas assim) possuem mecanismos em si própria ou na biblioteca que permite realizar operações não bloqueantes.
non-blocking
significa que a função não bloqueia aThread
, ou seja a execução na Thread atual continua sem que a tarefa esteja completa, e não se aplica somente a I/O. Isso só é possível com algum tipo de paralelismo. Em contrapartida, em uma funçãoblocking
a próxima linha só é executada quando a atual terminar sua tarefa.