异步执行和同步执行之间的区别是什么?


当前回答

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

其他回答

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-->

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。

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。

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。

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!