软硬件层面的同步/异步
硬件
在现代操作系统中，I/O是一种与外围设备（peripherals）进行数据交换的方式，I/O包括读或写数据到磁盘/SSD中，或通过网络发送/接收数据，显示信息到显示器上，接收鼠标或键盘的输入。
因此，我们通常说的I/O，不仅仅只限于磁盘文件的读写。*nix将计算机抽象了一番，磁盘文件、硬件、套接字等几乎所有计算机资源都被抽象为了文件。
实现硬件层面异步的机制称为硬件中断（hardware interrupt）。
在典型的硬件**同步（synchronous）**场景中，当CPU请求外围设备读取数据时，CPU会进入一个无限循环（infinite loop），在循环中CPU需要不断去检查外围设备是否已经将数据读取到了，这个过程称为轮询（poll）。
而在现代硬件中，当CPU向外围设备发送I/O请求后，就会立刻去执行其他CPU指令（而不是不断的轮询）。当外围设备将数据准备完成后，它会通过电路中断（circuit interrupt）向CPU发送一个信号（signal）。这就是典型的**硬件异步（asynchronous）**场景。因此，CPU就不再需要静静的等待且不断轮询直到外围设备将数据准备完成，因而大大的提高了CPU的利用率。
软件
操作系统作为一层中间件，抽象了硬件设备，向应用程序以系统调用（System Call）的形式提供I/O操作服务。
类似地，当应用程序（通过调用系统调用）发起一个I/O操作后，操作系统会调用对应的设备驱动（device driver）以操作硬件进行这个I/O操作。
对于这个应用程序来说，如果此时需要静静的等待（或者不断的轮询），直到数据被准备完成后，这就是软件层面的同步，这样的编程方式称之为同步编程（synchronous programming）。
如果操作系统允许应用程序声明一个回调函数（callback），且当I/O操作完成后，操作系统会自动调用这个回调函数，这就是软件层面的异步，这样的编程方式称为异步编程（asynchronous programming）。
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