非阻塞、无锁、无等待算法的核心与区别

本文是一系列并发编程文章的学习笔记之一，意在厘清非阻塞、无锁、无等待着三个概念。

非阻塞
阻塞是操作系统层面的概念，发生阻塞的准确含义为：当前执行上下文通过调用操作系统的接口，使自己进入等待某一事件发生的状态。在这种等待中，该上下文将被从操作系统的调度队列中移除，而将不获得任何CPU执行时间。直到等待的事件发生，才被从新纳入调度。

因此，所谓非阻塞算法是指，算法中不存在任何位置将使当前上下文进入阻塞的状态。

无锁
无锁是一种比非阻塞更强的条件，也就是说所有无锁算法都是非阻塞的，但是非阻塞算法不一定是无锁的。

无锁算法指的是，在不用互斥锁的情况下解决并发执行环境的Race Condition。无锁算法与非阻塞算法的关键区分在于：无锁算法在执行过程中，某一上下文因为任何原因无法继续执行需要暂时搁置时，其他上下文能否继续执行，如果可以则该算法是无锁算法，否则该算法就不是无锁算法，顶多只有可能是非阻塞算法。

例如，自旋锁（Spin-lock）算法：某一执行上下文在获得锁之后，其他上下文需要循环忙等，
就是一种非阻塞算法但不是无锁算法。因为在自旋锁算法中，所有上下文在并发冲突时都是忙等，没有通过调用操作系统的接口把自己从操作系统的调度队列中移除。但它不是无锁算法，因为当获得锁的上下文无法继续执行时，其他所有上下文都必须忙等而无法继续执行。

无等待
无等待是一种比无锁更强的条件，无等待算法要求在无锁算法的定义基础上，增加一个条件：所有上下文的执行都必须在有限的步骤内可以完成，而不依赖于其他上下文的状态。