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  • 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.

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  • 1
    Acho que aqui que pode ser o que procura!
    – Marconi
    Commented 21/02/2017 às 16:12
  • 1
    @Marconi Muito obrigado, eu não sabia que existiam esses termos. Pode ajudar quem deseja procurar a mesma coisa por outros nomes.
    – Asura Khan
    Commented 21/02/2017 às 16:48
  • Bom que pode esclarecer @AsuraKhan!
    – Marconi
    Commented 21/02/2017 às 17:02
  • A resposta já está bem completa, só queria complementar que o termo non-blocking significa que a função não bloqueia a Thread, 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 função blocking a próxima linha só é executada quando a atual terminar sua tarefa.
    – user178974
    Commented 1/05/2020 às 0:10

1 Resposta 1

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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.

Coloquei no GitHub para referência futura.

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