异步执行和同步执行之间的区别是什么?
当前回答
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。
其他回答
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。
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。
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”。
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
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。