异步和多线程的区别

2018/12/18

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异步多线程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异步和多线程是等同的概念。但是,异步和多线程还是有一些区别的。而这些区别造成了使用异步和多线程的时机的区别。

异步的本质

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。

线程切换消耗资源,CPU在切换线程的时候,需要把当前线程执行的状态保持到寄存器里面去。线程创建非常消耗资源,线程创建非常慢,占用大量的内存空间。每个线程最小1m内存开销

异步的优缺点

优点

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。

缺点

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出入,而且难以调试。

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。

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