异步和多线程

1、异步和多线程有什么区别？其实，异步是目的，而多线程是实现这个目的的方法。异步是说，A发起一个操做后（通常都是比较耗时的操做，若是不耗时的操做就没有必要异步了），能够继续自顾自的处理它本身的事儿，不用干等着这个耗时操做返回。.Net中的这种异步编程模型，就简化了多线程编程，咱们甚至都不用去关心Thread类，就能够作一个异步操做出来。


2、随着拥有多个硬线程CPU（超线程、双核）的普及，多线程和异步操做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。

　　多线程和异步操做的异同

　　多线程和异步操做二者均可以达到避免调用线程阻塞的目的，从而提升软件的可响应性。甚至有些时候咱们就认为多线程和异步操做是等同的概念。可是，多线程和异步操做仍是有一些区别的。而这些区别形成了使用多线程和异步操做的时机的区别。

　　异步操做的本质

　　全部的程序最终都会由计算机硬件来执行，因此为了更好的理解异步操做的本质，咱们有必要了解一下它的硬件基础。 熟悉电脑硬件的朋友确定对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能够不消耗CPU资源。只要CPU在发起数据传输时发送一个指令，硬件就开 始本身和内存交换数据，在传输完成以后硬件会触发一个中断来通知操做完成。这些无须消耗CPU时间的I/O操做正是异步操做的硬件基础。因此即便在DOS 这样的单进程（并且无线程概念）系统中也一样能够发起异步的DMA操做。

　　线程的本质

　　线程不是一个计算机硬件的功能，而是操做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，因此线程须要操做系统投入CPU资源来运行和调度。

　　异步操做的优缺点

　　由于异步操做无须额外的线程负担，而且使用回调的方式进行处理，在设计良好的状况下，处理函数能够没必要使用共享变量（即便没法彻底不用，最起码能够减小 共享变量的数量），减小了死锁的可能。固然异步操做也并不是完美无暇。编写异步操做的复杂程度较高，程序主要使用回调方式进行处理，与普通人的思惟方式有些 初入，并且难以调试。

　　多线程的优缺点

　　多线程的优势很明显，线程中的处理程序依然是顺序执行，符合普通人的思惟习惯，因此编程简单。可是多线程的缺点也一样明显，线程的使用（滥用）会给系统带来上下文切换的额外负担。而且线程间的共享变量可能形成死锁的出现。

　　适用范围

　　在了解了线程与异步操做各自的优缺点以后，咱们能够来探讨一下线程和异步的合理用途。我认为：当须要执行I/O操做时，使用异步操做比使用线程+同步 I/O操做更合适。I/O操做不只包括了直接的文件、网络的读写，还包括数据库操做、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须要长时间CPU运算的场合，例如耗时较长的图形处理和算法执行。可是往 往因为使用线程编程的简单和符合习惯，因此不少朋友每每会使用线程来执行耗时较长的I/O操做。这样在只有少数几个并发操做的时候还无伤大雅，若是须要处 理大量的并发操做时就不合适了。

　　异步调用与多线程 

异步调用并非要减小线程的开销, 它的主要目的是让调用方法的主线程不须要同步等待在这个函数调用上, 从而可让主线程继续执行它下面的代码.与此同时, 系统会经过从ThreadPool中取一个线程来执行,帮助咱们将咱们要写/读的数据发送到网卡.因为不须要咱们等待, 咱们等于同时作了两件事情. 这个效果跟本身另外启动一个线程来执行等待方式的写操做是同样的.可是, 异步线程能够利用操做系统/.Net的线程池, 系统能够根据吞吐量动态的管理线程池的大小.

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异步与多线程,从辩证关系上来看,异步和多线程并不时一个同等关系,异步是目的,多线程只是咱们实现异步的一个手段.什么是异步:异步是当一个调用请求发送给被调用者,而调用者不用等待其结果的返回.实现异步能够采用多线程技术或则交给另外的进程来处理
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线程池的实现方法与线程是不同的.初始化时在线程池里的线程为0.当进程须要一个线程时,建立一个线程,由此线程执行用户的方法.须要注意的是,此线程执行完后并不当即销毁,而是挂起等待,若是有其余方法须要执行,回唤醒进行处理.只有当它等到40秒(没有官方记录,有多是其它数字)尚未任务执行时才唤醒本身,并销毁本身,释放资源.固然,若是线程池中的线程不够处理任务时,会再次建立一个新线程进行执行.

异步有的时候用普通的线程，有的时候用系统的异步调用功能。有一些IO操做也是异步的，可是未必须要一个线程来运行。例如：硬件是有DMA功能的，在调用DMA传输数据的时候，CPU是不须要执行处理的，只须要发起传输和等待传输结束便可。具体到.net平台，好比Socket的BeginSend，若是是运行在Windows    2000之后的平台，在底层就会调用异步的完成端口来发送。

.Net中的异步执行其实使用的是异步委托。异步委托将要执行的方法提交到.net的线程池，由线程池中的线程来执行异步方法。

异步执行也得执行，不在当前线程执行，固然得去另一个线程执行。异步一般用系统线程池的线程，一般状况下性能好些。（由于能够屡次利用，申请时不须要从新申请一个线程，只须要从池里取就好了。）异步是一种效果，多线程是一种具体技术。能够说，用“多线程”实现“异步”。

异步和多线程是两个不一样的概念，不能这样比较.异步请求通常用在IO等耗时操做上，他的好处是函数调用当即返回，相应的工做线程当即返还给系统以供重用。因为系统的线程资源是很是宝贵的，一般有必定的数目限制，如.net默认是25。若使用异步方式，用这些固定数目的线程在固定的时间内就能够服务更多的请求，而若是用同步方式，那么每一个请求都自始至终占用这一个线程，服务器能够同时服务的请求数就少了。当异步操做执行完成后，系统会从可用线程中选取一个执行回调程序，这时的这个线程多是刚开始发出请求的那个线程，也多是其余的线程，由于系统选取线程是随机的事情，因此不能说绝对不是刚开始的那个线程。多线程是用来并发的执行多个任务。程序有工做线程处理，工做线程有限，接收到请求后交给线程池中的线程处理，而后 worker线程就能够处理其余请求了