1. 程式人生 > >[150521]執行緒的同步和非同步

[150521]執行緒的同步和非同步

多執行緒和非同步操作的異同

  多執行緒和非同步操作兩者都可以達到避免呼叫執行緒阻塞的目的,從而提高軟體的可響應性。甚至有些時候我們就認為多執行緒和非同步操作是等同的概念。但是,多執行緒和非同步操作還是有一些區別的。而這些區別造成了使用多執行緒和非同步操作的時機的區別。

  非同步操作的本質

  所有的程式最終都會由計算機硬體來執行,所以為了更好的理解非同步操作的本質,我們有必要了解一下它的硬體基礎。 熟悉電腦硬體的朋友肯定對DMA這個詞不陌生,硬碟、光碟機的技術規格中都有明確DMA的模式指標,其實網絡卡、音效卡、顯示卡也是有DMA功能的。DMA就是直接記憶體訪問的意思,也就是說,擁有DMA功能的硬體在和記憶體進行資料交換的時候可以不消耗CPU資源。只要CPU在發起資料傳輸時傳送一個指令,硬體就開始自己和記憶體交換資料,在傳輸完成之後硬體會觸發一箇中斷來通知操作完成。這些無須消耗CPU時間的I/O操作正是非同步操作的硬體基礎。所以即使在DOS這樣的單程序(而且無執行緒概念)系統中也同樣可以發起非同步的DMA操作。

  執行緒的本質
  執行緒不是一個計算機硬體的功能,而是作業系統提供的一種邏輯功能,執行緒本質上是程序中一段併發執行的程式碼,所以執行緒需要作業系統投入CPU資源來執行和排程。

  非同步操作的優缺點

  因為非同步操作無須額外的執行緒負擔,並且使用回撥的方式進行處理,在設計良好的情況下,處理函式可以不必使用共享變數(即使無法完全不用,最起碼可以減少共享變數的數量),減少了死鎖的可能。當然非同步操作也並非完美無暇。編寫非同步操作的複雜程度較高,程式主要使用回撥方式進行處理,與普通人的思維方式有些初入,而且難以除錯。

  多執行緒的優缺點
  多執行緒的優點很明顯,執行緒中的處理程式依然是順序執行,符合普通人的思維習慣,所以程式設計簡單。但是多執行緒的缺點也同樣明顯,執行緒的使用(濫用)會給系統帶來上下文切換的額外負擔。並且執行緒間的共享變數可能造成死鎖的出現。

  適用範圍

  在瞭解了執行緒與非同步操作各自的優缺點之後,我們可以來探討一下執行緒和非同步的合理用途。我認為:當需要執行I/O操作時,使用非同步操作比使用執行緒+同步I/O操作更合適。I/O操作不僅包括了直接的檔案、網路的讀寫,還包括資料庫操作、Web Service、HttpRequest以及.Net Remoting等跨程序的呼叫。
  而執行緒的適用範圍則是那種需要長時間CPU運算的場合,例如耗時較長的圖形處理和演算法執行。但是往往由於使用執行緒程式設計的簡單和符合習慣,所以很多朋友往往會使用執行緒來執行耗時較長的I/O操作。這樣在只有少數幾個併發操作的時候還無傷大雅,如果需要處理大量的併發操作時就不合適了。

執行緒同步與非同步區別

執行緒同步是多個執行緒同時訪問同一資源,等待資源訪問結束,浪費時間,效率低    執行緒非同步:訪問資源時在空閒等待時同時訪問其他資源,實現多執行緒機制

非同步處理就是,你現在問我問題,我可以不回答你,等我用時間了再處理你這個問題.同步不就反之了,同步資訊被立即處理 -- 直到資訊處理完成才返回訊息控制代碼;非同步資訊收到後將在後臺處理一段時間 -- 而早在資訊處理結束前就返回訊息控制代碼