简单地说，异步执行是在后台做一些事情。

例如，如果你想从互联网上下载一个文件，你可以使用同步函数来做这件事，但它会阻塞你的线程，直到文件下载完成。这可能使您的应用程序对任何用户输入都没有响应。

相反，您可以使用异步方法在后台下载文件。在这种情况下，下载函数立即返回，程序继续正常执行。所有的下载操作都是在后台完成的，当你的程序完成时会收到通知。

当您同步执行某项任务时，您需要等待该任务完成后才能继续执行另一项任务。当您异步执行某个任务时，您可以在它完成之前转移到另一个任务。

在操作系统上下文中，这对应于在“线程”上执行进程或任务。线程是作为工作单元存在的一系列命令(代码块)。操作系统在处理器核心上运行给定的线程。然而，处理器内核一次只能执行一个线程。它没有同时运行多个线程的概念。操作系统可以通过运行每个线程一小段时间(比如1ms)，并在线程之间不断切换，来提供同时运行多个线程的假象。

现在，如果您在混合中引入多个处理器核心，那么线程可以同时执行。操作系统可以将时间分配给第一个处理器核心上的一个线程，然后将相同的时间块分配给不同处理器核心上的另一个线程。所有这些都是关于允许操作系统管理任务的完成，而您可以继续在代码中执行其他事情。

异步编程是一个复杂的主题，因为当您可以同时进行这些事情时，它们是如何结合在一起的语义。关于这个主题的文章和书籍数不胜数;看看吧!

同步执行意味着在单个系列中执行。A - C > B - > - > D。如果您正在调用这些例程，则A将运行，然后结束，然后B将开始，然后结束，然后C将开始，等等。

使用异步执行，你开始一个例程，并让它在后台运行，同时你开始下一个例程，然后在某个时候，说“等待这个完成”。更像是:

开始A->B->C->D->等待A完成

这样做的好处是，当A仍在运行时(在后台，在一个单独的线程上)，您可以执行B、C和或D，因此您可以更好地利用资源，减少“挂起”或“等待”。

同步是指调用方等待响应或完成，异步是指调用方继续执行并且稍后出现响应(如果适用的话)。

举个例子:

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Before call");
    doSomething();
    Console.WriteLine("After call");
}

private static void doSomething()
{
    Console.WriteLine("In call");
}

这将总是输出:

Before call
In call
After call

但如果我们要使doSomething()异步(有多种方式来做它)，那么输出可以变成:

Before call
After call
In call

因为进行异步调用的方法将立即继续执行下一行代码。我之所以说“可能”，是因为异步操作无法保证执行顺序。它也可以作为原始文件执行，这取决于线程计时等。

同步/异步与多线程无关。

同步或同步意味着“连接”，或在某种程度上“依赖”。换句话说，两个同步任务必须彼此知道，并且一个任务必须以依赖于另一个任务的某种方式执行，例如等待开始，直到另一个任务完成。 异步意味着它们是完全独立的，任何一方都不能以任何方式考虑另一方，无论是在初始化还是执行中。

同步(一个线程):

1 thread ->   |<---A---->||<----B---------->||<------C----->|

同步(多线程):

thread A -> |<---A---->|   
                        \  
thread B ------------>   ->|<----B---------->|   
                                              \   
thread C ---------------------------------->   ->|<------C----->| 

异步(一个线程):

         A-Start ------------------------------------------ A-End   
           | B-Start -----------------------------------------|--- B-End   
           |    |      C-Start ------------------- C-End      |      |   
           |    |       |                           |         |      |
           V    V       V                           V         V      V      
1 thread->|<-A-|<--B---|<-C-|-A-|-C-|--A--|-B-|--C-->|---A---->|--B-->| 

异步(多线程):

 thread A ->     |<---A---->|
 thread B ----->     |<----B---------->| 
 thread C --------->     |<------C--------->|

任务A, B, C的起始和结束点用<，>字符表示。 CPU时间片用竖条|表示

从技术上讲，同步/异步的概念实际上与线程没有任何关系。虽然，在一般情况下，在同一个线程上运行异步任务是不寻常的，但这是可能的(参见下面的例子)，并且在不同的线程上同步执行两个或多个任务是很常见的……不，同步/异步的概念只与是否可以在另一个(第一个)任务完成之前启动第二个或后续任务有关，或者它是否必须等待。仅此而已。任务执行在哪个线程(或多个线程)、进程、cpu，甚至是什么硬件上都无关紧要。事实上，为了说明这一点，我编辑了图表来显示这一点。

---

异步的例子:

在解决许多工程问题时，软件被设计成将整个问题分解成多个单独的任务，然后异步地执行它们。求矩阵的逆，或者有限元素分析问题，都是很好的例子。在计算中，对列表排序就是一个例子。例如，快速排序例程将列表分成两个列表，并对每个列表执行快速排序，递归地调用自身(快速排序)。在上面的两个例子中，这两个任务都可以(而且经常是)异步执行。它们不需要在单独的线程上。即使是只有一个CPU和一个执行线程的机器，也可以在第一个任务完成之前开始第二个任务的处理。唯一的标准是，一个任务的结果不需要作为另一个任务的输入。只要任务的开始时间和结束时间重叠(只有在两个任务的输出都不需要作为另一个任务的输入时才有可能)，它们就是异步执行的，不管使用了多少线程。

同步的例子:

由多个任务组成的任何进程，这些任务必须按顺序执行，但其中一个任务必须在另一台机器上执行(获取和/或更新数据，从金融服务获取股票报价，等等)。如果它在单独的机器上，那么它就在单独的线程上，无论是同步的还是异步的。

我认为这是一个有点迂回的解释，但它仍然澄清了使用现实生活中的例子。

小例子:

让我们假设播放音频包含三个步骤:

从硬盘中获取压缩的歌曲 解压音频。 播放未压缩的音频。

如果你的音频播放器为每首歌依次执行步骤1、2、3，那么它就是同步的。你必须等待一段时间才能听到这首歌，直到这首歌真正被提取和解压。

如果你的音频播放器独立执行第1、2、3步，那么它就是异步的。ie。 当播放音频1(步骤3)时，如果它并行地从硬盘中获取音频3(步骤1)，并且并行地解压音频2。(第二步) 你最终会听到这首歌，而不需要等待太多的取回和解压。

当执行a>b>c>d>这样的序列时，如果我们在执行过程中遇到如下失败:

a
b
c
fail

然后我们从头开始:

a
b
c
d

这是同步的

然而，如果我们有相同的序列要执行:a>b>c>d>，我们在中间有一个失败:

a
b
c
fail

.．.但我们不是从头开始，而是从失败的地方重新开始:

c
d

.．.这就是所谓的异步。

你混淆了同步与并联与串联。同步的意思是同时发生所有的事情。同步的意思是彼此相关，可以是串联的，也可以是固定间隔的。当程序在做所有的事情时，它是串联运行的。找本字典……这就是为什么我们有不甜的茶。你有茶或甜茶。

同步操作在返回调用方之前完成其工作。

异步操作在返回调用方之后完成(大部分或全部)工作。

简单来说:

同步

你在排队买电影票。在你前面的每个人都买到之前，你不可能买到，在你后面排队的人也一样。

异步

你和很多人在一家餐馆里。你点餐。其他人也可以点他们的食物，他们不需要等你的食物煮好并端上来才可以点餐。 餐厅的工作人员在厨房里不停地做饭、上菜、接单。 人们的食物一做好就会端上来。

类比简单解释

(故事和图片帮助你记住)。

同步执行

我老板是个大忙人。他让我写代码。我告诉他:好吧。我一开始，他就像秃鹰一样盯着我，站在我身后，躲在我肩上。我说:“伙计，你干嘛不去做点什么，我把这个做完?”

他会说:“不，我就在这儿等你做完。”这是同步的。

异步执行

老板让我去做这件事，而不是在那里等我的工作，老板离开去做其他的事情。当我完成我的工作时，我简单地向我的老板报告并说:“我完成了!”这就是异步执行。

(听我的建议:永远不要在老板背后工作。)

简而言之，同步指的是两个或多个进程的起点和终点，而不是它们的执行。在本例中，进程A的端点与进程B的起点同步:

SYNCHRONOUS
   |--------A--------|
                     |--------B--------|

另一方面，异步进程的起点和终点不同步:

ASYNCHRONOUS
   |--------A--------|
         |--------B--------|

在进程A与进程B重叠的地方，它们是并发或同步运行的(字典定义)，因此造成了混淆。

更新:Charles Bretana改进了他的答案，所以这个答案现在只是一个简单的(可能过于简化了)助记符。

同步基本上意味着一次只能执行一件事情。异步意味着您可以一次执行多个任务，并且不必为了移动到下一个任务而完成当前任务。

关于同步执行的“同时”定义(有时会令人困惑)，下面是一种理解它的好方法:

同步执行:一个代码块中的所有任务都在同一时间执行。

异步执行:一个代码块中的所有任务都不会同时执行。

举个简单的例子，

同步

想象一下，三个学生被要求在公路上进行接力赛。

第一个学生跑完指定的距离，停下来把接力棒传给第二个。没有人开始跑步。

1------>
        2.
                3.

当第二个学生拿起接力棒时，她开始跑指定的距离。

      1.
        2------>
                3.

第二个学生解开了鞋带。现在她又停了下来，重新系上了领带。因此，2号的结束时间延长了，3号的开始时间推迟了。

      1.
        --2.--->
                3.

这种模式一直持续到第三名从第二名手中接过接力棒并完成比赛。

异步

想象一下，10个人随机走在同一条路上。 他们当然不是在排队，只是随机地在路上不同的地方以不同的速度行走。

第二个人的鞋带被解开了。她停下来又把它扎了起来。

但没人等着她把头发扎起来。其他人都还在以同样的速度走着他们以前的路。

10-->    9-->
   8--> 7-->   6-->
 5-->     4-->
1-->   2.    3-->

我认为一个很好的方法是把它看作是一个经典的跑步接力赛

同步:流程就像同一个团队的成员一样，它们直到收到接力棒(前一个流程/运行者执行的结束)才会执行，但它们彼此都是同步的。

异步:在同一接力赛跑道上的不同团队的成员，他们将运行和停止，彼此异步，但在同一场比赛中(整体程序执行)。

这有意义吗?

同步是指以队列方式逐一执行任务。假设只有一辆车需要在朋友之间共享才能到达目的地，一辆车将被共享。 在异步情况下，每个朋友都可以租到车并到达目的地。

同步与异步

同步和异步操作是关于下一个任务相对于当前任务的执行顺序。

让我们看一个例子，Task 2是当前任务，Task 3是下一个任务。Task是堆栈(方法帧)中的原子操作方法调用。

同步

意味着任务将逐个执行。当前任务完成后才会启动下一个任务。任务2完成后才启动任务3。

单线程+同步-顺序

通常执行。

伪代码:

main() {
    task1()
    task2()
    task3()
}

多线程+同步-并行

屏蔽。

阻塞意味着线程只是在等待(尽管它可以做一些有用的事情)。例如:Java ExecutorService[About] and Future[About])伪代码:

main() {
    task1()
    Future future = ExecutorService.submit(task2())
    future.get() //<- blocked operation
    task3()
}

异步

暗示任务立即返回控制，并承诺执行代码，稍后通知结果(例如。回调功能)。即使任务2没有完成，任务3也会执行。异步回调，完成处理程序

单线程+异步-并发

使用回调队列(消息队列)和事件循环(运行循环，循环器)。事件循环检查线程堆栈是否为空，如果为真，则将第一个项目从回调队列推入线程堆栈，并再次重复这些步骤。简单的例子是按钮点击，发布事件…

伪代码:

main() {
    task1()
    ThreadMain.handler.post(task2());
    task3()
}

多线程+异步-并发和并行

非阻塞。

例如，当你需要在不阻塞的情况下在另一个线程上进行一些计算。伪代码:

main() {
    task1()

    new Thread(task2()).start();
    //or
    Future future = ExecutorService.submit(task2())

    task3()
}

你可以使用阻塞方法get()或通过循环使用异步回调来使用Task 2的结果。

例如，在移动世界中，我们有UI/主线程，我们需要下载一些东西，我们有几个选择:

同步块-阻塞UI线程并等待下载完成。UI没有响应。 异步回调-创建一个新的线程，使用异步回调来更新UI(不可能从非UI线程访问UI)。回调地狱。 async coroutine[关于]-带有同步语法的异步任务。它允许将下载任务(挂起功能)与UI任务混合。

[iOS同步/异步]，[Android同步/异步]

[并行vs并行]

同步的不同英文定义在这里

协调;结合。

我认为这比“同时发生”的定义更好。这也是一个定义，但我不认为它适合计算机科学中使用的方式。

因此异步任务不与其他任务协同，而同步任务与其他任务协同，因此一个任务在另一个任务开始之前完成。

如何实现这一点是另一个问题。

是的，同步的意思是同时，从字面上看，它的意思是一起做功。世界上的多个人/物体可以同时做多件事，但如果我们看看计算机，它说同步意味着进程一起工作，意味着进程依赖于另一个的返回，这就是为什么它们以适当的顺序一个接一个地执行。异步意味着进程不能一起工作，它们可以同时工作(如果在多线程上)，但是独立工作。

我创建了一个动图来解释这一点，希望能有所帮助: 看，第3行是异步的，其他是同步的。 在行3之前的所有行都应该等到行完成它的工作，但因为行3是异步的，下一行(行4)，不要等待行3，但行5应该等待行4完成它的工作，行6应该等待行5和7的6，因为行4,5,6,7不是异步的。

以下是制作早餐的说明:

倒一杯咖啡。 烧热平底锅，然后煎两个鸡蛋。 煎三片培根。 烤两片面包。 在吐司上加黄油和果酱。 倒一杯橙汁。 如果你有烹饪经验，你会异步执行这些指令。你会先热锅煎鸡蛋，然后开始煎培根。你把面包放进烤面包机，然后开始煎鸡蛋。在这个过程的每一步，你都要开始一项任务，然后把注意力转移到那些已经准备好的任务上。 做早餐就是一个非并行的异步工作的好例子。一个人(或线程)可以处理所有这些任务。继续早餐的类比，一个人可以异步地做早餐，在第一个任务完成之前开始下一个任务。不管有没有人在看，烹饪都在进行。一旦你开始加热煎蛋的锅，你就可以开始煎培根了。培根烤好后，你可以把面包放进烤面包机。 对于并行算法，您需要多个cook(或线程)。一个做鸡蛋，一个做培根，等等。每个人都只专注于一项任务。每次烹饪(或线程)都将同步阻塞，等待培根准备翻转，或吐司爆裂。

(强调我的)

异步编程概念