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Java中的同步與異步

chnmagnus / 2389人閱讀

摘要：一進(jìn)程同步及異步的概念進(jìn)程同步就是在發(fā)出一個(gè)功能調(diào)用時(shí)，在沒有得到結(jié)果之前，該調(diào)用就不返回。同步傳輸通常，同步傳輸是以數(shù)據(jù)塊為傳輸單位。三同步阻塞與異步阻塞同步是阻塞模式，異步是非阻塞模式。

進(jìn)程同步用來實(shí)現(xiàn)程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)候的可再現(xiàn)性。

一．進(jìn)程同步及異步的概念

1．進(jìn)程同步：就是在發(fā)出一個(gè)功能調(diào)用時(shí)，在沒有得到結(jié)果之前，該調(diào)用就不返回。也就是必須一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事.就像早上起床后,先洗涮,然后才能吃飯,不能在洗涮沒有完成時(shí),就開始吃飯.按照這個(gè)定義，其實(shí)絕大多數(shù)函數(shù)都是同步調(diào)用（例如sin,isdigit等）。但是一般而言，我們?cè)谡f同步、異步的時(shí)候，特指那些需要其他部件協(xié)作或者需要一定時(shí)間完成的任務(wù)。最常見的例子就是

sendmessage。該函數(shù)發(fā)送一個(gè)消息給某個(gè)窗口，在對(duì)方處理完消息之前，這個(gè)函數(shù)不返回。當(dāng)對(duì)方處理完畢以后，該函數(shù)才把消息處理函數(shù)所返回的lresult值返回給調(diào)用者。

2．異步

異步的概念和同步相對(duì)。當(dāng)一個(gè)異步過程調(diào)用發(fā)出后，調(diào)用者不能立刻得到結(jié)果。實(shí)際處理這個(gè)調(diào)用的部件在完成后，通過狀態(tài)、通知和回調(diào)來通知調(diào)用者。

以casycsocket類為例（注意，csocket從casyncsocket派生，但是其功能已經(jīng)由異步轉(zhuǎn)化為同步），當(dāng)一個(gè)客戶端通過調(diào)用connect函數(shù)發(fā)出一個(gè)連接請(qǐng)求后，調(diào)用者線程立刻可以朝下運(yùn)行。當(dāng)連接真正建立起來以后，socket底層會(huì)發(fā)送一個(gè)消息通知該對(duì)象。

這里提到執(zhí)行部件和調(diào)用者通過三種途徑返回結(jié)果：狀態(tài)、通知和回調(diào)?？梢允褂媚囊环N依賴于執(zhí)行部件的實(shí)現(xiàn)，除非執(zhí)行部件提供多種選擇，否則不受調(diào)用者控制。如果執(zhí)行部件用狀態(tài)來通知，那么調(diào)用者就需要每隔一定時(shí)間檢查一次，效率就很低（有些初學(xué)多線程編程的人，總喜歡用一個(gè)循環(huán)去檢查某個(gè)變量的值，這其實(shí)是一種很嚴(yán)重的錯(cuò)誤）。如果是使用通知的方式，效率則很高，因?yàn)閳?zhí)行部件幾乎不需要做額外的操作。至于回調(diào)函數(shù)，其實(shí)和通知沒太多區(qū)別。

進(jìn)程同步的基本概念

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由于資源有限而導(dǎo)致了進(jìn)程之間的資源競(jìng)爭(zhēng)和共享，因此，進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行不僅僅是用戶程序的執(zhí)行開始時(shí)間的隨機(jī)性和提高資源利用率的結(jié)果，也是資源有限性導(dǎo)致資源的競(jìng)爭(zhēng)與共享對(duì)進(jìn)程的執(zhí)行過程進(jìn)行制約所造成的。那么，在進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行過程中存在哪些制約呢？

二．同步與異步傳輸：

1.異步傳輸

通常，異步傳輸是以字符為傳輸單位，每個(gè)字符都要附加1位起始位和1位停止位，以標(biāo)記一個(gè)字符的開始和結(jié)束，并以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸同步。所謂異步傳輸是指字符與字符(一個(gè)字符結(jié)束到下一個(gè)字符開始)之間的時(shí)間間隔是可變的，并不需要嚴(yán)格地限制它們的時(shí)間關(guān)系。起始位對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制值0，以低電平表示，占用1位寬度。停止位對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制值1，以高電平表示，占用1~2位寬度。一個(gè)字符占用5~8位，具體取決于數(shù)據(jù)所采用的字符集。例如，電報(bào)碼字符為5位、ASCII碼字符為7位、漢字碼則為8位。此外，還要附加1位奇偶校驗(yàn)位，可以選擇奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)方式對(duì)該字符實(shí)施簡(jiǎn)單的差錯(cuò)控制。發(fā)送端與接收端除了采用相同的數(shù)據(jù)格式(字符的位數(shù)、停止位的位數(shù)、有無校驗(yàn)位及校驗(yàn)方式等)外，還應(yīng)當(dāng)采用相同的傳輸速率。典型的速率有：9 600 b/s、19.2kb/s、56kb/s等。

異步傳輸又稱為起止式異步通信方式，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠，適用于面向字符的、低速的異步通信場(chǎng)合。例如，計(jì)算機(jī)與Modem之間的通信就是采用這種方式。它的缺點(diǎn)是通信開銷大，每傳輸一個(gè)字符都要額外附加2～3位，通信效率比較低。例如，在使用Modem上網(wǎng)時(shí)，普遍感覺速度很慢，除了傳輸速率低之外，與通信開銷大、通信效率低也密切相關(guān)。

2.同步傳輸

通常，同步傳輸是以數(shù)據(jù)塊為傳輸單位。每個(gè)數(shù)據(jù)塊的頭部和尾部都要附加一個(gè)特殊的字符或比特序列，標(biāo)記一個(gè)數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束，一般還要附加一個(gè)校驗(yàn)序列(如16位或32位CRC校驗(yàn)碼)，以便對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行差錯(cuò)控制。所謂同步傳輸是指數(shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)塊之間的時(shí)間間隔是固定的，必須嚴(yán)格地規(guī)定它們的時(shí)間關(guān)系。

三．同步阻塞與異步阻塞：

同步是阻塞模式，異步是非阻塞模式。

我的理解：同步是指兩個(gè)線程的運(yùn)行是相關(guān)的，其中一個(gè)線程要阻塞等待另外一個(gè)線程的運(yùn)行。異步的意思是兩個(gè)線程毫無相關(guān)，自己運(yùn)行自己的。

同步是指：發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后，等接收方發(fā)回響應(yīng)以后才發(fā)下一個(gè)數(shù)據(jù)包的通訊方式。

異步是指：發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后，不等接收方發(fā)回響應(yīng)，接著發(fā)送下個(gè)數(shù)據(jù)包的通訊方式。

舉個(gè)不太恰當(dāng)?shù)睦?就像:

SendMessage(...)

TRACE0("just like send");

PostMessage(...)

TRACE0("just like WSASend using overlapped");

SendMessage是調(diào)用的時(shí)候不返回,等消息響應(yīng)后才執(zhí)行TRACE0,這就是同步.

PostMessage是調(diào)用后馬上返回,不用消息響應(yīng)就執(zhí)行TRACE0,這就是異步.

四．其它解釋：

同步和異步的區(qū)別

舉個(gè)例子：普通B/S模式（同步）AJAX技術(shù)（異步）

同步：提交請(qǐng)求->等待服務(wù)器處理->處理完畢返回這個(gè)期間客戶端瀏覽器不能干任何事

異步:請(qǐng)求通過事件觸發(fā)->服務(wù)器處理（這是瀏覽器仍然可以作其他事情）->處理完畢

同步就是你叫我去吃飯，我聽到了就和你去吃飯；如果沒有聽到，你就不停的叫，直到我告訴你聽到了，才一起去吃飯。

異步就是你叫我，然后自己去吃飯，我得到消息后可能立即走，也可能等到下班才去吃飯。

所以，要我請(qǐng)你吃飯就用同步的方法，要請(qǐng)我吃飯就用異步的方法，這樣你可以省錢。

舉個(gè)例子打電話時(shí)同步發(fā)消息是異步

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