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  • 一、异步和多线程有什么区别?其实,异步是目的,而多线程是实现这个目的的方法。异步是说,A发起一个操作后(一般都是比较耗时的操作,如果不耗时的...二、随着拥有多个硬线程CPU(超线程、双核)的普及,多线程和...

    一、异步和多线程有什么区别?其实,异步是目的,而多线程是实现这个目的的方法。异步是说,A发起一个操作后(一般都是比较耗时的操作,如果不耗时的操作就没有必要异步了),可以继续自顾自的处理它自己的事儿,不用干等着这个耗时操作返回。.Net中的这种异步编程模型,就简化了多线程编程,我们甚至都不用去关心Thread类,就可以做一个异步操作出来。

    二、随着拥有多个硬线程CPU(超线程、双核)的普及,多线程和异步操作等并发程序设计方法也受到了更多的关注和讨论。本文主要是想探讨一下如何使用并发来最大化程序的性能。

    多线程和异步操作的异同

    1. 相同点

    都可以达到避免 调用的线程 阻塞 的目的,提高软件的可响应性

    2. 异步操作的本质

    所有的程序最终都会由计算机硬件来执行,所以为了更好的理解异步操作的本质,我们有必要了解一下它的硬件基础。 熟悉电脑硬件的朋友肯定对DMA这个词不陌生,硬盘、光驱的技术规格中都有明确DMA的模式指标,其实网卡、声卡、显卡也是有DMA功能的。DMA就是直 接内存访问的意思,也就是说,拥有DMA功能的硬件在和内存进行数据交换的时候可以不消耗CPU资源。只要CPU在发起数据传输时发送一个指令,硬件就开 始自己和内存交换数据,在传输完成之后硬件会触发一个中断来通知操作完成。这些无须消耗CPU时间的I/O操作正是异步操作的硬件基础。所以即使在DOS 这样的单进程(而且无线程概念)系统中也同样可以发起异步的DMA操作。

    3.线程的本质

    线程不是一个计算机硬件的功能,而是操作系统提供的一种逻辑功能,线程本质上是进程中一段并发运行的代码,所以线程需要操作系统投入CPU资源来运行和调度

    4. 异步操作的优缺点

    因为异步操作无须额外的线程负担,并且使用回调的方式进行处理,在设计良好的情况下,处理函数可以不必使用共享变量(即使无法完全不用,最起码可以减少 共享变量的数量),减少了死锁的可能。当然异步操作也并非完美无暇。
      
      编写异步操作的复杂程度较高,程序主要使用回调方式进行处理,与普通人的思维方式有些出入,而且难以调试。

    5.多线程的优缺点

    多线程的优点很明显,线程中的处理程序依然是顺序执行,符合普通人的思维习惯,所以编程简单。但是多线程的缺点也同样明显,线程的使用(滥用)会给系统带来上下文切换的额外负担。并且线程间的共享变量可能造成死锁的出现。

    6. 适用范围

    在了解了线程与异步操作各自的优缺点之后,我们可以来探讨一下线程和异步的合理用途。我认为:当需要执行I/O操作时,使用异步操作比使用线程+同步 I/O操作更合适。I/O操作不仅包括了直接的文件、网络的读写,还包括数据库操作、Web Service、HttpRequest等跨进程的调用。
      而线程的适用范围则是那种需要长时间CPU运算的场合,例如耗时较长的图形处理和算法执行。但是往往由于使用线程编程的简单和符合习惯,所以很多朋友往往会使用线程来执行耗时较长的I/O操作。这样在只有少数几个并发操作的时候还无伤大雅,如果需要处理大量的并发操作时就不合适了。

    7.异步调用与多线程

    异步调用并不是要减少线程的开销, 它的主要目的是让调用方法的主线程不需要同步等待在这个函数调用上, 从而可以让主线程继续执行它下面的代码.与此同时, 系统会通过从ThreadPool中取一个线程来执行,帮助我们将我们要写/读的数据发送到网卡.由于不需要我们等待, 我们等于同时做了两件事情. 这个效果跟自己另外启动一个线程来执行等待方式的写操作是一样的.但是, 异步线程可以利用操作系统/.Net的线程池, 系统可以根据吞吐量动态的管理线程池的大小.

    异步与多线程,从辩证关系上来看,异步和多线程并不时一个同等关系,异步是目的,多线程只是我们实现异步的一个手段.什么是异步:异步是当一个调用请求发送给被调用者,而调用者不用等待其结果的返回.实现异步可以采用多线程技术或则交给另外的进程来处理
    线程池的实现方法与线程是不一样的.初始化时在线程池里的线程为0.当进程需要一个线程时,创建一个线程,由此线程执行用户的方法.需要注意的是,此线程执行完后并不立即销毁,而是挂起等待,如果有其他方法需要执行,回唤醒进行处理.只有当它等到40秒(没有官方记录,有可能是其它数字)还没有任务执行时才唤醒自己,并销毁自己,释放资源.当然,如果线程池中的线程不够处理任务时,会再次创建一个新线程进行执行.

    异步有的时候用普通的线程,有的时候用系统的异步调用功能。有一些IO操作也是异步的,但是未必需要一个线程来运行。例如:硬件是有DMA功能的,在调用DMA传输数据的时候,CPU是不需要执行处理的,只需要发起传输和等待传输结束即可。具体到.net平台,比如Socket的BeginSend,如果是运行在Windows 2000以后的平台,在底层就会调用异步的完成端口来发送。

    .Net中的异步执行其实使用的是异步委托。异步委托将要执行的方法提交到.net的线程池,由线程池中的线程来执行异步方法。

    异步执行也得执行,不在当前线程执行,当然得去另外一个线程执行。异步通常用系统线程池的线程,通常情况下性能好些。(因为可以多次利用,申请时不需要重新申请一个线程,只需要从池里取就行了。)异步是一种效果,多线程是一种具体技术。可以说,用“多线程”实现“异步”。

    异步和多线程是两个不同的概念,不能这样比较.异步请求一般用在IO等耗时操作上,他的好处是函数调用立即返回,相应的工作线程立即返还给系统以供重用。由于系统的线程资源是非常宝贵的,通常有一定的数目限制,如.net默认是25。若使用异步方式,用这些固定数目的线程在固定的时间内就可以服务更多的请求,而如果用同步方式,那么每个请求都自始至终占用这一个线程,服务器可以同时服务的请求数就少了。当异步操作执行完成后,系统会从可用线程中选取一个执行回调程序,这时的这个线程可能是刚开始发出请求的那个线程,也可能是其他的线程,因为系统选取线程是随机的事情,所以不能说绝对不是刚开始的那个线程。多线程是用来并发的执行多个任务。

    不过有个问题,异步有时优先级比主线程还高。这个特点和多线程不同。

    原博主 https://blog.csdn.net/qq_36936155/article/details/78991050

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  • 异步编程与多线程编程的联系区别

    千次阅读 多人点赞 2017-12-20 14:45:38
    共同点:异步和多线程两者都可以达到避免调用线程阻塞的目的,从而提高软件的可响应性 不同点:  (1)线程不是一个计算机硬件的功能,而是操作系统提供的一种逻辑功能,线程本质上是进程中一段并发运行的代码,...

    1、异步编程与多线程的区别

    共同点:异步和多线程两者都可以达到避免调用线程阻塞的目的,从而提高软件的可响应性

    不同点:

            (1)线程不是一个计算机硬件的功能,而是操作系统提供的一种逻辑功能,线程本质上是进程中一段并发运行的代码,所以线程需要操作系统投入CPU资源来运行和调度。

                     多线程的优点很明显,线程中的处理程序依然是顺序执行,符合普通人的思维习惯,所以编程简单。但是多线程的缺点也同样明显,线              程的使用(滥用)会给系统带来上下文切换的额外负担。并且线程间的共享变量可能造成死锁的出现

          (2)异步操作无须额外的线程负担,并且使用回调的方式进行处理,在设计良好的情况下,处理函数可以不必使用共享变量(即使无法完                全不用,最起码可以减少 共享变量的数量),减少了死锁的可能。当然异步操作也并非完美无暇。编写异步操作的复杂程度较高,程序              主要使用回调方式进行处理,与普通人的思维方式有些 初入,而且难以调试。

            这里有一个疑问。异步操作没有创建新的线程,我们一定会想,比如有一个文件操作,大量数据从硬盘上读取,若使用单线程的同步操作自然要等待会很长时间,但是若使用异步操作的话,我们让数据读取异步进行,二线程在数据读取期间去干其他的事情,我们会想,这怎么行呢,异步没有创建其他的线程,一个线程去干其他的事情去了,那数据的读取异步执行是去由谁完成的呢?实际上,本质是这样的。

            熟悉电脑硬件的朋友肯定对DMA这个词不陌生,硬盘、光驱的技术规格中都有明确DMA的模式指标,其实网卡、声卡、显卡也是有DMA功能的。DMA就是直 接内存访问的意思,也就是说,拥有DMA功能的硬件在和内存进行数据交换的时候可以不消耗CPU资源。只要CPU在发起数据传输时发送一个指令,硬件就开 始自己和内存交换数据,在传输完成之后硬件会触发一个中断来通知操作完成。这些无须消耗CPU时间的I/O操作正是异步操作的硬件基础。所以即使在DOS 这样的单进程(而且无线程概念)系统中也同样可以发起异步的DMA操作。

           即CPU在数据的长时间读取过程中 ,只需要做两件事,第一发布指令,开始数据交换;第二,交换结束,得到指令,CPU再进行后续操作。而中间读取数据漫长的等待过程,CPU本身就不需要参与,顺序执行就是我不参与但是我要干等着,效率低下;异步执行就是,我不需要参与那我就去干其他事情去了,你做完了再通知我就可以了(回调)。

           但是你想一下,如果有一些异步操作必须要CPU的参与才能完成呢,即我开始的那个线程是走不开的,这该怎么办呢,在.NET中,有线程池去完成,线程池会高效率的开启一个新的线程去完成异步操作,在python中这是系统自己去安排的,无需人工干预,这就比自己创建很多的线程更加高效。

    总结:

           (1)“多线程”,第一、最大的问题在于线程本身的调度和运行需要很多时间,因此不建议自己创建太大量的线程;第二、共享资源的调度比较难,涉及到死锁,上锁等相关的概念。

           (2)“异步” ,异步最大的问题在于“回调”,这增加了软件设计上的难度。

    在实际设计时,我们可以将两者结合起来:

           (1)当需要执行I/O操作时,使用异步操作比使用线程+同步 I/O操作更合适。I/O操作不仅包括了直接的文件、网络的读写,还包括数据库操作、Web Service、HttpRequest以及.net Remoting等跨进程的调用。异步特别适用于大多数IO密集型的应用程序。
           (2)而线程的适用范围则是那种需要长时间CPU运算的场合,例如耗时较长的图形处理和算法执行。但是往 往由于使用线程编程的简单和符合习惯,所以很多朋友往往会使用线程来执行耗时较长的I/O操作。这样在只有少数几个并发操作的时候还无伤大雅,如果需要处 理大量的并发操作时就不合适了。

    2、在多线程编程和异步编程上的进步(以.NET和python语言为例进行说明)

           多线程最大的问题在于“线程的调度”,而在.NET中引入了线程池的概念,避免人为创建多余线程,让系统进行分配;而Python语言中的多线程编程效率一直饱受诟病,因此python很少使用多线程,一般使用“协程”,后面会讲到。

          异步最大的问题在于“回调”,.NET随着版本的升级,从多任务编程,到后面使用await-async关键字的提升,让人更加方便,不用注意到复杂的回调问题,用同步的思维方式进行异步编程。python从3.4版本开始也开始使用协程和时间循环机制,从yield和yield from 语句中受到启发,解决了“回调问题”,而在python3.5版本中,也是使用了await-async关键字,进一步简化了编程。在这一方面,python和.NET有很多相似之处。(详细案例会在后面文章中展示)

      

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  • 很多童鞋可能对Apple开发中的异步调用和多线程的区别不是太清楚,这里本猫将用一些简单的示例来展示一下它们到底直观上有神马不同. 首先异步调用可以在同一个线程中,也可以在多个不同的线程中.每个线程都有一个run ...

    很多童鞋可能对Apple开发中的异步调用和多线程的区别不是太清楚,这里本猫将用一些简单的示例来展示一下它们到底直观上有神马不同.

    首先异步调用可以在同一个线程中,也可以在多个不同的线程中.每个线程都有一个run loop,主线程的运行环称为main run loop,所有和UI界面有关的操作必须在主运行环中完成.在run loop中线程将会轮询消息源发出的消息.比如在MacOS中鼠标就是一个消息源,鼠标按下就会给系统中相关线程的消息环发送消息;而在iOS中手势操作也是一个消息源,当对应的手势出现时,也会给有关线程的run loop发送消息.

    run loop接收到消息源发送的消息后会发生什么呢?它会调用之前设置好的消息回调方法,比如手势操作对象会在创建时设置一个回调闭包.在手势消息送达运行环时,就会调用这个闭包.这就是异步调用的一种典型的使用方法.

    异步调用不立即返回值,而是等到某个特定的时机再完成特定的调用.值得注意的是,正如前面强调过的那样,如果你在多线程中使用异步调用视图更新用户界面,你必须将实际updateUI的代码放到main run loop中执行,否则没有效果.

    下面先看一下异步调用的示例代码,必须在Xcode8.0beta的playground中测试,因为是Swift 3.0的语法:

    import UIKit
    
    @objc class Time:NSObject{
        @objc(one:)
        func one(timer:Timer!){
            print(#function)
        }
    
        @objc(two:)
        func two(timer:Timer!){
            print(#function)
        }
    }
    
    let t = Time()
    let timer1 = Timer(timeInterval: 1.0, target: t, selector: #selector(Time.one(timer:)), userInfo: nil, repeats: true)
    let timer2 = Timer(timeInterval: 1.0, target: t, selector: #selector(Time.two(timer:)), userInfo: nil, repeats: true)
    RunLoop.current.add(timer1, forMode: .defaultRunLoopMode)
    RunLoop.current.add(timer2, forMode: .defaultRunLoopMode)
    RunLoop.current.run()

    大家注意最后一行,实际在graphic类型的App中这一行是不需要加的,因为UI App自身会驱动消息环使其中的任何Timer自动触发,但是在console类型的App中(比如MacOS)必须要手动run一次.

    以上代码运行结果会反复打印出以下内容:

    one(timer:)
    two(timer:)
    one(timer:)
    two(timer:)
    one(timer:)
    two(timer:)

    下面我们马上来验证异步调用默认都是在同一线程这一特性,因为在线程的run loop中所有触发和处理都是同步的,如果某一个事件的处理耗时很久或挂起了线程,则该线程中其他的操作都不会响应,即便有新的事件源被触发.

    我们只需要简单的将代码中one方法修改为如下内容即可观察这一有趣的现象:

    func one(timer:Timer!){
            print(#function)
            for _ in 0...100000000{
                //Do Nothing...
            }
        }

    运行代码片段,你可以很清楚的看到,在one方法执行完成之前two方法不可能被执行,即使前面two方法被设置为1.0秒执行一次.这是因为one方法挂起了run loop,所有其他消息源都不会被处理.

    最后让本猫带大家看一下异步调用在多线程中带来的变化,我们在playground中新建一个helper方法:

    func invokeTimerInNewThread(methodName:String){
        let thread = Thread() {
            let timer = Timer(timeInterval: 1.0, target: t, selector: NSSelectorFromString(methodName), userInfo: nil, repeats: true)
            RunLoop.current.add(timer, forMode: .defaultRunLoopMode)
            RunLoop.current.run()
            while true{
                Thread.sleep(forTimeInterval: 1.0)
            }
        }
        thread.start()
    }

    以上代码有2点要注意:

    1. 如果不做任何操作线程在执行完闭包方法中的代码后会很快终止,所以你必须添加一个无限循环,尽管你可以将死循环可以写的更优雅一些 ;]
    2. 线程对象必须用start方法启动后才会运行

    哦鸟!就是这么简单,下面把原来playground中的Timer创建代码统统删除,修改为如下代码:

    invokeTimerInNewThread(methodName: "one:")
    invokeTimerInNewThread(methodName: "two:")
    while true{
        Thread.sleep(forTimeInterval: 1.0)
    }

    没错,playground中的主线程也必须最后添加一个无限循环,否则你看不到任何东西.运行playground,你将看到如下输出:

    two(timer:)
    one(timer:)
    two(timer:)
    two(timer:)
    two(timer:)
    two(timer:)
    two(timer:)

    这正是异步调用和多线程的一本质区别!!!one方法在循环结束前会一直挂起,之后的one方法回调将不会得到任何机会执行,原因前面说过了,one方法所在的线程被挂起了!但是这丝毫不会影响two方法的执行,因为two方法在另一个线程中啊!

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  • 异步调用与多线程的区别

    千次阅读 2015-10-09 15:47:10
    异步调用与多线程的区别

    转自:http://kb.cnblogs.com/page/85931/

    随着拥有多个硬线程CPU(超线程、双核)的普及,多线程和异步操作等并发程序设计方法也受到了更多的关注和讨论。本文主要是想探讨一下如何使用并发来最大化程序的性能。

      多线程和异步操作的异同

      多线程和异步操作两者都可以达到避免调用线程阻塞的目的,从而提高软件的可响应性。甚至有些时候我们就认为多线程和异步操作是等同的概念。但是,多线程和异步操作还是有一些区别的。而这些区别造成了使用多线程和异步操作的时机的区别。多线程是实现异步的一个重要手段,但不是唯一手段,对以一个单线程程序也可以是异步执行的。

      异步操作的本质

      所有的程序最终都会由计算机硬件来执行,所以为了更好的理解异步操作的本质,我们有必要了解一下它的硬件基础。 熟悉电脑硬件的朋友肯定对DMA这个词不陌生,硬盘、光驱的技术规格中都有明确DMA的模式指标,其实网卡、声卡、显卡也是有DMA功能的。DMA就是直 接内存访问的意思,也就是说,拥有DMA功能的硬件在和内存进行数据交换的时候可以不消耗CPU资源。只要CPU在发起数据传输时发送一个指令,硬件就开 始自己和内存交换数据,在传输完成之后硬件会触发一个中断来通知操作完成。这些无须消耗CPU时间的I/O操作正是异步操作的硬件基础。所以即使在DOS 这样的单进程(而且无线程概念)系统中也同样可以发起异步的DMA操作。异步编程的目的就是为了能够是实现并行,但不仅是提高多处理器间的并行度,同时也是提高处理器与I/O处理器的并行度。非阻塞模式一般特指异步的I/O 操作,可以算是异步编程的一种类型。

      线程的本质

      线程不是一个计算机硬件的功能,而是操作系统提供的一种逻辑功能,线程本质上是进程中一段并发运行的代码,所以线程需要操作系统投入CPU资源来运行和调度。

      异步操作的优缺点

      因为异步操作无须额外的线程负担,并且使用回调的方式进行处理,在设计良好的情况下,处理函数可以不必使用共享变量(即使无法完全不用,最起码可以减少 共享变量的数量),减少了死锁的可能。当然异步操作也并非完美无暇。编写异步操作的复杂程度较高,程序主要使用回调方式进行处理,与普通人的思维方式有些初入,而且难以调试。

      多线程的优缺点

      多线程的优点很明显,线程中的处理程序依然是顺序执行,符合普通人的思维习惯,所以编程简单。但是多线程的缺点也同样明显,线程的使用(滥用)会给系统带来上下文切换的额外负担。并且线程间的共享变量可能造成死锁的出现。

      适用范围

      在了解了线程与异步操作各自的优缺点之后,我们可以来探讨一下线程和异步的合理用途。我认为:当需要执行I/O操作时,使用异步操作比使用线程+同步 I/O操作更合适。I/O操作不仅包括了直接的文件、网络的读写,还包括数据库操作、Web Service、HttpRequest以及.net Remoting等跨进程的调用。而线程的适用范围则是那种需要长时间CPU运算的场合,例如耗时较长的图形处理和算法执行。但是往 往由于使用线程编程的简单和符合习惯,所以很多朋友往往会使用线程来执行耗时较长的I/O操作。这样在只有少数几个并发操作的时候还无伤大雅,如果需要处 理大量的并发操作时就不合适了。

      对于CPU来说以下意味着什么

      线程:意味了CPU的一组寄存器

      进程:意味着CPU的页目录寄存器

      IO:意味着一些端口或内存地址空间中一些地址

    补充:

    并发运行

    实现并发技术相当复杂,最容易理解的是“时间片轮转进程调度算法”,它的思想简单介绍如下: 在操作系统的管理下,所有正在运行的进程轮流使用CPU,每个进程允许占用CPU的时间非常短(比如10毫秒),这样用户根本感觉不出来CPU是在轮流为多个进程服务,就好象所有的进程都在不间断地运行一样。但实际上在任何一个时间内有且仅有一个进程占有CPU。如果一台计算机有多个CPU,情况就不同了,如果进程数小于CPU数,则不同的进程可以分配给不同的CPU来运行,这样,各个进程就是真正同时运行的,这便是并行但如果进程数大于CPU数,则仍然需要使用并发技术。

    摘自:http://baike.baidu.com/link?url=-pFdrAo_mqj-cSdf1XdUe18-QmKu_kJ2BcftXEDvV7sH9yNSoW2y6JS_gdRLcCgU-6SjqJeahvDi7s5NhtQ6Aq


    异步调用与同步调用

    异步调用就是你 喊 你朋友吃饭 ,你朋友说知道了 ,待会忙完去找你 ,你就去做别的了。
    同步调用就是你 喊 你朋友吃饭 ,你朋友在忙 ,你就一直在那等,等你朋友忙完了 ,你们一起去。
    摘自:http://baike.baidu.com/link?url=lplSsROg-wpqXAwJ623tpnU4NUtm8-u6kw_KDZGSpGTLrt0HWGzggptfJNUsD3FPDQNUwhIiHtb6i5Wj5N2MKK

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    千次阅读 2017-02-13 22:52:37
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  • 异步多线程的区别

    千次阅读 2014-05-05 09:46:36
    一、异步和多线程有什么区别? 其实,异步是目的,而多线程是实现这个目的的方法。异步是说,A发起一个操作后(一般都是比较耗时的操作,如果不耗时的操作就没有必要异步了),可以继续自顾自的处理它自己的事儿,...
  • .NET 异步多线程

    千次阅读 2019-02-28 21:09:57
    记录一下异步多线程的进阶历史,以及简单的使用方法 主要还是以Task,Parallel为主,毕竟用的比较多的现在就是这些了,再往前去的,除非是老项目,不然真的应该是挺少了,大概有个概念,就当了解一下进化史了 1、...
  • Java 多线程同步和异步详解

    千次阅读 2018-05-31 10:00:32
    转载自 https://www.cnblogs.com/mengyuxin/p/5358364.htmljava线程 同步与异步 线程池1)多线程并发时,多个线程同时请求同一个资源,必然导致此资源的数据不安全,A线程修改了B线程的处理的数据,而B线程又修改了...
  • c#异步和多线程的区别

    千次阅读 2019-02-28 21:06:16
    异步操作的本质 所有的程序最终都会由计算机硬件来执行,所以为了更...DMA就是直 接内存访问的意思,也就是说,拥有DMA功能的硬件在内存进行数据交换的时候可以不消耗CPU资源。只要CPU在发起数据传输时发送一个指...

空空如也

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异步消息和多线程