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并发与并行 同步或异步

简介: 我们都知道,程序猿是一种逻辑性极强的生物,他们不擅言辞,不擅表达,但是他们能够用一种神秘的语言与机器进行沟通,知道怎么让机器听他们的。
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并发与并行

我们都知道,程序猿是一种逻辑性极强的生物,他们不擅言辞,不擅表达,但是他们能够用一种神秘的语言与机器进行沟通,知道怎么让机器听他们的。机器是线性思维,为了能够更高效的与机器沟通,程序猿主动或被动或潜移默化的转变思维模式,思维逐渐变得线性。最直观的表现就是,程序猿一次只能做一件事情,如果同时做多件事情,他们就会感觉不安,内心不够自信,我们戏称单线程生物。这其实是与机器微观世界有一定的契合度。


早期,机器硬件资源不足:内存不够、CPU运行效率低,只能一个一个执行程序,有人占着CPU,其他的就别着急,慢慢等着,一旦CPU被释放,各凭本事,谁抢到算谁的,当然也有通过排队方式的。


后来,发现这种方式不够公平,有的程序运行时间长,长达几分钟,有的运行时间短,可能几毫秒就完事,结果几毫秒的程序需要等待几分钟的程序执行完,于是并发就出现了。既然都想用CPU,那就限定用的时间,称之为时间片,还是抢CPU,谁抢到谁就执行,但是只能运行规定的时间,超过时间,主动让出CPU。这样大家就都能够公平运行了。


再后来,随着技术发展,CPU不再只有一个,那就多个程序一块执行。就像多条车道,每条车道上都可以行驶,这就是并行。


随着同时执行的程序逐渐增多,抢夺资源和等待资源的情况越来越多,一个程序占着CPU,但是需要等待另外一个资源。于是就这么干等着,直到拿到资源。这是严重浪费CPU资源,因为不是每个占有CPU的程序,都在100%工作。于是就有了监工,既然你得等,那到哪都是等,先休息下,等下个时间片你再来看看资源够不够,够了就执行,不都再继续等。


但是这样也不好,也浪费了检查资源的时间。那就索性睡觉,等资源好了,叫醒你,你再来抢CPU。


同步或异步

机器世界的运行规则,就是程序猿代码中的规则。


比如一个下单逻辑,我们需要生成订单、锁定库存、生成支付单,支付完成后,我们需要修改订单状态、减库存、修改支付单状态、核销积分、生成待发单。。。这一系列的过程涉及N多个业务,也会涉及N多个服务(微服务嘛),如果一味等等待,势必造成很多的浪费,比如,生成订单时等锁定库存的方法程序,但是成千上万甚至上百万的商品,找到指定的商品,锁定库存信息,费时费力。


最简单的方式是,生成订单,然后生成一条消息,告诉库存服务,这个商品该锁库了,赶紧的。订单服务没有一丝的延迟,用户响应及满意度得到提升。


这是异步的场景之一,属于业务异步。


还有一种情况属于程序异步。


最典型的是Netty中的异步网络编程,一个网络请求过来,Netty不是傻乎乎的等着这个一步一步的处理,而是网络请求处理器把请求包往后一扔,告诉后面的小弟,你们自己处理哈,然后就继续等着接收其他的请求。然后小弟们把请求处理完之后,告诉前面的网络请求处理器,再把响应发送给请求者。


JDk8中也增加了很多异步编程的特性,比如CompletableFuture。


同步编程和异步编程就好比领导安排工作:有时候,他会盯着你干,知道结束,这是同步;有时候,他只是说明工作内容,你自己干,干完之后,向领导汇报。


异步编程是对资源的合理利用与编程技巧,越来越多的程序猿及公司开始重视异步编程。


推荐一本书:《Java异步编程实战》,这是一部全面解析Java异步编程的著作,针对各种常见异步编程场景,从编程语言、开发框架等角度深入讲解了异步编程的原理和方法。作者是淘宝的资深Java技术工程师,在Java异步编程、并发编程领域有深厚的积累。



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