什么是同步异步

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因为在浏览器中JavaScript在单线程上执行,而且它还与UI渲染共用一个线程。这意味着JavaScript在执行的时候UI渲染和响应是处于停滞状态的。如果脚本的执行时间超过100毫秒,用户就会感到页面卡顿,以为网页停止响应。而在B/S模型中,网络速度的限制给网页的实时体验造成很大的麻烦。如果网页临时需要获取一个网络资源,通过同步的方式获取,那么JavaScript则需要等待资源完全从服务器端获取后才能继续执行,这期间UI将停顿,不响应用户的交互行为。可以想象,这样的用户体验将会多差。而采用异步请求,在下载资源期间,JavaScript和UI的执行都不会处于等待状态,可以继续响应用户的交互行为,给用户一个鲜活的页面。


同理,前端通过异步可以消除掉UI阻塞的现象,但是前端获取资源的速度也取决于后端的响应速度。假如一个资源来自于两个不同位置的数据的返回,第一个资源需要M毫秒的耗时,第二个资源需要N 毫秒的耗时。如果采用同步的方式,代码大致如下:


// 消费时间为M

getData('from_db');

// 消费时间为N

getData('from_remote_api');


但是如果采用异步方式,第一个资源的获取并不会阻塞第二个资源,也即第二个资源的请求并不依赖第一个资源的结束。如此,我们可以享受到并发的优势,相关代码如下:


getData('from_db', function (result) {

// 消费时间为M

});

getData('from_remote_api', function (result) {

// 消费时间为N

});


对比两者的时间总消耗,前者为M+N,后者为max(M, N)。


随着应用复杂性的增加,情景将会变成M + N +…和max(M, N, …),同步与异步的优劣将会凸显出来。另一方面,随着网站或应用不断膨胀,数据将会分布到多台服务器上,分布式将会是常态。分布也意味着M与N的值会线性增长,这也会放大异步和同步在性能方面的差异。


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<think>好的,用户让我解释一下同步异步的概念。首先,我得确定用户可能是在什么背景下提问的。同步异步这两个词在计算机科学、通信、甚至日常生活中都有不同的含义,但最常见的应该是在编程和系统设计领域。所以,我需要先明确用户的需求,可能是编程方面的异步同步,比如异步编程模型,或者是更广泛的概念,比如通信中的同步机制。 接下来,我需要回忆这两个术语的基本定义。同步,字面意思是“同时发生”,通常指任务按顺序执行,一个任务完成后再进行下一个。而异步则是任务可以独立执行,不需要等待前一个任务完成。不过,具体到不同的应用场景,可能还有不同的解释。例如,在编程中,异步可能涉及回调函数、Promise或者async/await,而在通信中,可能涉及消息传递的机制。 用户可能希望得到比较全面的解释,涵盖不同领域的应用。但考虑到用户的问题没有特别指定领域,应该先给出一般性的定义,然后再分领域详细说明。比如,先讲同步异步的基本区别,再分计算机科学、通信、日常生活中的例子。 需要确保结构清晰,分点说明。可能分为以下几个部分: 1. 基本概念:同步异步的定义,核心区别。 2. 在计算机科学中的应用:多线程、异步编程模型(如JavaScript的异步操作)、阻塞与非阻塞的区别。 3. 在通信中的应用:同步通信和异步通信的区别,比如实时通信与消息队列。 4. 日常生活中的例子,帮助用户更直观地理解。 同时,要注意用户的可能知识水平。如果用户是初学者,可能需要用更通俗的例子,比如打电话是同步,发短信是异步。如果是技术人员,可能需要更深入的技术细节,比如事件循环、回调地狱等。但根据问题本身,用户没有明确说明,所以应该保持适中,既有例子又有技术解释。 另外,需要检查是否有常见的误区需要澄清。例如,同步不一定意味着速度慢,而异步也不一定更快,而是关于任务执行的顺序和依赖关系。异步处理通常用于提高系统的吞吐量和响应性,特别是在I/O密集型任务中。 还要考虑是否需要对比其他相关概念,比如并行和并发。不过用户的问题只问同步异步,所以可能不需要展开,但可以稍微提及以帮助区分。 最后,确保语言简洁明了,结构清晰,分点列出,帮助用户逐步理解。可能需要使用比喻或类比来增强理解,比如将同步比作排队买票,异步比作取号后做其他事情。 在组织内容时,先总述,再分领域详细说明,每个领域下用例子解释,最后总结两者的优缺点和应用场景。这样用户能够有一个全面的认识,同时也能知道在不同情况下如何选择使用同步异步的方式。</think>### 同步异步的定义 **同步(Synchronous)**和**异步(Asynchronous)**是描述任务执行或通信模式的两种基本方式,核心区别在于**任务间的依赖关系和时间顺序**。 --- ### 1. 计算机科学中的同步异步 #### 同步 - **定义**:任务按顺序执行,必须等待前一个任务完成后才能开始下一个任务。 - **特点**: - 代码执行是**线性、阻塞式**的。 - 适用于需要严格顺序的场景(例如:数据库事务)。 - **例子**: ```javascript // 同步读取文件(伪代码) let data = readFileSync("file.txt"); // 阻塞,直到文件读取完成 console.log(data); ``` #### 异步 - **定义**:任务可以独立执行,无需等待前一个任务完成,通过回调、事件或通知机制处理结果。 - **特点**: - 代码执行是**非阻塞、并发式**的。 - 适用于I/O密集型或高延迟操作(例如:网络请求)。 - **例子**: ```javascript // 异步读取文件(伪代码) readFileAsync("file.txt", (data) => { // 不阻塞后续代码 console.log(data); }); ``` --- ### 2. 通信中的同步异步 #### 同步通信 - **定义**:发送方和接收方必须**同时在线**并实时交互。 - **例子**:打电话、视频会议。 #### 异步通信 - **定义**:发送方和接收方无需实时交互,消息通过中间媒介(如队列)传递。 - **例子**:电子邮件、消息队列(如Kafka、RabbitMQ)。 --- ### 3. 日常生活中的类比 - **同步**:在餐厅排队点餐,必须等到前一个人完成才能轮到你。 - **异步**:扫码下单后继续做其他事,餐好了会收到通知。 --- ### 核心对比表 | **特性** | 同步 | 异步 | |------------------|--------------------------|--------------------------| | **任务依赖** | 必须按顺序执行 | 可独立执行 | | **资源占用** | 可能阻塞主线程 | 非阻塞,提高资源利用率 | | **适用场景** | 需要严格顺序的操作 | I/O密集型或高延迟操作 | | **复杂度** | 较低(线性逻辑) | 较高(需处理回调/Promise)| --- ### 总结 - **选择同步**:当任务需要严格顺序,且资源占用可控时(例如:计算密集型任务)。 - **选择异步**:当需要提高系统吞吐量、避免阻塞时(例如:网络请求、文件读写)。 - **现代趋势**:异步编程(如Promise、async/await)已成为高并发系统的标配,但需注意避免回调地狱(Callback Hell)。
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