一、同步与异步

概念:同步和异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication)。
解释:涉及到IO通知机制;所谓同步,就是发起调用后,被调用者处理消息,必须等处理完才直接返回结果,没处理完之前是不返回的,调用者主动等待结果;所谓异步,就是发起调用后,被调用者直接返回,但是并没有返回结果,等处理完消息后,通过状态、通知或者回调函数来通知调用者,调用者被动接收结果。

同步:发送方发出数据后,等接收方发回响应以后才发下一个数据包的通讯方式。 
异步:发送方发出数据后,不等接收方发回响应,接着发送下个数据包的通讯方式。  

区分同步和异步:
同步:提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回 这个期间客户端浏览器不能干任何事
异步: 请求通过事件触发->服务器处理(这是浏览器仍然可以作其他事情)->处理完毕

所谓同步,就是在发出一个调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。但是一旦调用返回,就得到返回值了。
换句话说,就是由调用者主动等待这个调用的结果。
而异步则是相反,调用在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果。换句话说,当一个异步过程调用发出后,调用者不会立刻得到结果。而是在调用发出后,被调用者通过状态、通知来通知调用者,或通过回调函数处理这个调用。

举个通俗的栗子:
你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,如果是同步通信机制,书店老板会说,你稍等,”我查一下",然后开始查啊查,等查好了(可能是5秒,也可能是一天)告诉你结果(返回结果)。
而异步通信机制,书店老板直接告诉你我查一下啊,查好了打电话给你,然后直接挂电话了(不返回结果)。然后查好了,他会主动打电话给你。在这里老板通过“回电”这种方式来回调。

 二、阻塞与非阻塞:

概念:阻塞和非阻塞关注的是**程序在等待调用结果(消息,返回值)时的状态.**
解释:涉及到CPU线程调度;所谓阻塞,就是调用结果返回之前,该执行线程会被挂起,不释放CPU执行权,线程不能做其它事情,只能等待,只有等到调用结果返回了,才能接着往下执行;所谓非阻塞,就是在没有获取调用结果时,不是一直等待,线程可以往下执行,如果是同步的,通过轮询的方式检查有没有调用结果返回,如果是异步的,会通知回调。

阻塞调用:是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。
非阻塞调用:指在不能立刻得到结果之前,该调用不会阻塞当前线程。

举个通俗的栗子:
你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,你如果是阻塞式调用,你会一直把自己“挂起”,直到得到这本书有没有的结果,如果是非阻塞式调用,你不管老板有没有告诉你,你自己先一边去玩了, 当然你也要偶尔过几分钟check一下老板有没有返回结果。
在这里阻塞与非阻塞与是否同步异步无关。跟老板通过什么方式回答你结果无关。

 三、经典故事案例:

人物:老张
道具:普通水壶(水烧开不响);响水壶(水烧开发出响声)
1、同步阻塞:
      老张在厨房用普通水壶烧水,一直在厨房等着(阻塞),盯到水烧开(同步);
2、异步阻塞:
     老张在厨房用响水壶烧水,一直在厨房中等着(阻塞),直到水壶发出响声(异步),老张知道水烧开了;
3、同步非阻塞:
     老张在厨房用普通水壶烧水,在烧水过程中,就到客厅去看电视(非阻塞),然后时不时去厨房看看水烧开了没(轮询检查同步结果);
4、异步非阻塞:
    老张在厨房用响水壶烧水,在烧水过程中,就到客厅去看电视(非阻塞),当水壶发出响声(异步),老张就知道水烧开了。

注意:
1、通常的IO、NIO操作,都是同步的;
2、JDK1.7提供了AIO异步操作的类,如AsynchronousSocketChannel、AsynchronousServerSocketChannel等;
3、 Java也可以通过多线程,在开启的线程中,通过回调方式,实现异步操作。