22、理解异步Rust编程

理解异步Rust编程

1. 异步编程概念引入

在计算机科学中，并发指的是程序不同部分能够以无序或同时执行的方式运行，且不影响最终结果。严格来讲，程序部分无序执行是并发，而多个任务同时执行则是并行。在实际应用中，并发和并行通常结合使用，以高效安全地处理同时到达的多个请求。

使用并发编程主要有两个驱动因素：
- 需求端 ：用户期望程序运行更快，促使开发者考虑并发编程技术。
- 供应端 ：计算机（包括消费级和高端服务器）具备多个CPU和多核CPU，为开发者编写能利用多核和多处理器的程序提供了机会，使整体执行更快速高效。

软件程序处理任务大致可分为两类：CPU密集型任务和I/O密集型任务，实际代码往往是两者的混合。
- CPU密集型任务 ：如基因组测序、视频编码、图形处理和区块链中的加密证明计算等。以计算一组数字的平方根为例，可采用顺序处理，也可在多处理器或多核计算机中，将每个数字独立发送到可用的CPU或核心进行处理。
- I/O密集型任务 ：如从文件系统或数据库访问数据，以及处理网络TCP/HTTP请求。在Web应用中，数据存储在数据库，创建、读取、更新和删除操作需要在应用和数据库间传输数据，这会使CPU等待磁盘读写，此时可设计并发程序让CPU在等待时执行其他任务。网络请求处理也存在类似的“延迟”或“等待”情况，当新请求在处理前一个请求时到达，就需要考虑并发编程。

程序员编写并发程序有多种选择，下面通过一个包含三个任务（任务1、任务2和任务3）的例子，对比同步处理、多线程处理和