科普:多线程与异步的区别

所属分类: 网络编程 / 其它综合 阅读数: 1987
收藏 0 赞 0 分享

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。本文主要是想与园中各位高手一同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。

  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。

  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。

更多精彩内容其他人还在看

软件测试面试如何测试一个杯子

本文主要介绍软件测试面试如何测试一个杯子,这里帮大家整理了详细的面试资料,和面试需要准备的知识点,有兴趣的小伙伴可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

软件测试面试如何测试网页的登录页面

本文主要介绍软件测试面试如何测试网页的登录页面,这里整理了相关软件测试的一些基本知识,希望能帮助软件测试的同学
收藏 0 赞 0 分享

常见前端面试题及答案

本文是在GitHub上看到一个大牛总结的前端常见面试题,很多问题问的都很好,很经典、很有代表性。上面没有答案,我就整理了一下,从网上找了一些相关问题的答案
收藏 0 赞 0 分享

PHP和Java的主要区别有哪些?哪个最适合Web开发语言?

Java和PHP都是编程语言,大家知道它们最大的区别就是一个是静态语言一个是动态语言吧。没错,Java是一种静态语言,PHP是一种动态语言。那它们还有哪些区别? 哪个最适合Web开发语言?下面,小编再给大家详细介绍下。
收藏 0 赞 0 分享

玩转markdown 分享几个需要用到的工具

markdown是一个面向写作的语法引擎,markdown的最终目的都是解析成html用于网页浏览,所以它兼容html语法,即你可以在 markdown文档中使用原生的html标签
收藏 0 赞 0 分享

可能是最通俗的一篇介绍markdown的文章

这些日子一直在简书上使用markdown写作,已经渐渐的痴迷于这种简洁纯粹的写作方式了。不过就我逐渐入门markdown的写作过程来看,目前我看到的各种介绍markdown写作方式的文章都还略显极客,对于大多数像我一样没有基础的普通人来说,可能内容上的可接受性没有那么强
收藏 0 赞 0 分享

献给写作者的 Markdown 新手指南

Markdown 是一种「电子邮件」风格的「标记语言」,我们强烈推荐所有写作者学习和掌握该语言。为什么
收藏 0 赞 0 分享

github pull最新代码实现方法

本文主要介绍 github pull最新代码的资料,这里对 github pull最新代码做了详细流程介绍,有需要的小伙伴可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

GitHub Eclipse配置使用教程详解

本文主要介绍GitHub Eclipse,这里对Eclipse 使用GitHub的教程,图文并茂详细说明如何操作,有需要的小伙伴可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Git 教程简单入门介绍

本文主要介绍Git 教程简单入门的东西,这里整理了Git 的基础资料和简单命令,有需要的小伙伴可以参考下
收藏 0 赞 0 分享
查看更多