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異步與多線程:關鍵軟體開發實踐

異步編碼和多線程是計算機程式設計中的兩個重要概念,指的是執行代碼的不同方式。了解這兩個概念之間的差別對于任何想要編寫高效且可擴充的軟體的人來說都是必不可少的。

當第一次深入探讨這些主題時,我承認我在辨識它們用例的差異時有點困惑。最後,差異是微妙的,但決定了您如何編寫代碼以及您希望在設計中實作什麼。異步程式設計和多線程都有各自的優勢和取舍,兩者之間的選擇取決于任務和程式的具體要求。

在本文中,我們将更深入地研究異步編碼和多線程,并讨論如何将它們結合使用以達到最佳效果。

異步與多線程:關鍵軟體開發實踐

異步編碼

異步編碼是指一種程式設計範式,允許代碼在背景運作,而其他代碼繼續執行。這是通過使用異步函數實作的,異步函數是獨立于主執行線程運作的函數。

當調用異步函數時,它會立即将控制權傳回給主線程,而無需等待函數執行完畢。該函數繼續在背景運作,當它完成時,它通知主線程恢複執行。

異步編碼的主要優點是它允許主線程在等待 I/O 操作(例如從資料庫讀取或發出網絡請求)完成時繼續執行。這可以顯着提高性能,因為主線程在等待這些操作完成時不會被阻塞。

簡單的解釋

我發現最好的類比是烹饪參考:假設您有一位廚師試圖單獨烹饪 3 頓飯。如果您希望他們異步烹饪,您可以讓廚師同時開始任務,而不是等待該任務完成。IE 将面包放入烤面包機,烤面包時将培根放入烤箱,培根正在烹饪時開始攪拌雞蛋。廚師不是在等待一項任務完成,而是在等待面包烤完,他們繼續工作以提高效率。

異步與多線程:關鍵軟體開發實踐

多線程

多線程是指允許多個執行線程在單個程序中并發運作的程式設計範例。每個線程獨立于其他線程運作,可以同時執行不同的任務。這允許更有效地使用系統資源,并可能導緻顯着的性能提升。

在多線程中,每個線程都有自己的堆棧,可以獨立于其他線程運作自己的代碼。當一個線程阻塞時,比如在等待網絡請求完成時,作業系統會自動切換到另一個準備運作的線程。這允許系統的整體性能保持在較高水準,即使某些線程被阻塞。

簡單的解釋

回到烹饪類比;本質上采用了讓廚師同時做多頓飯的相同概念,隻是在廚房裡增加了更多的廚師和飯菜。他們現在沒有一個廚師自己執行所有這些任務,而是擁有一個完整的廚房來幫助實作完成膳食的共同目标,同時完成他們自己的一系列任務。

異步與多線程:關鍵軟體開發實踐

異步和多線程的差別

異步程式設計和多線程都是處理程式中多個任務并發執行的程式設計範式。雖然異步編碼和多線程都用于提高軟體性能,但這兩個概念之間存在一些關鍵差異:

  • 異步編碼通常用于提高單個功能或任務的性能,而多線程用于提高程式的整體性能。
  • 異步編碼通常更容易實作和管理,因為它不需要建立和管理多個線程。相比之下,多線程可能更複雜,因為它需要不同線程之間的仔細協調以確定它們不會互相幹擾。
  • 異步編碼可以産生更簡單的代碼結構,因為代碼被分解為更小、更易于管理的任務。另一方面,多線程會導緻更複雜的代碼,因為它需要多個線程之間的協調。

無論您如何設計代碼,異步編碼和多線程都是兩個可以用來提高軟體性能的強大概念。此外,它們都應該是編碼結構中大量使用的編碼概念,以提高效率和優化。

雖然它們各有優缺點,但也可以結合使用以達到最佳效果。不僅了解這兩個概念之間的差別,而且了解如何使用它們對于任何想要編寫可伸縮軟體的人來說都是必不可少的。

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