什么是异步计算？

Question

我一直在阅读（和工作）大量multi-threaded applications和IO，并且我发现asynchronous这个词已成为多种含糊不清的想法。我想知道我是否理解正确。我认为它的方式是有两个主要分支＆＃34; asynchronicity＆＃34;。

1. 异步I / O.如网络读/写。这真正归结为多个CPU之间的高效并行处理，例如主CPU和NIC CPU。我们的想法是让多个处理器并行运行，交换数据，而不会阻止另一个处理器完成并返回它的工作结果。
2. 通过最小化线程使用来最小化上下文切换惩罚。这似乎是.NET框架所关注的async / await功能。而不是产生/关闭/阻塞线程，将并行作业分解为任务，并使用软件任务调度程序使线程池尽可能繁忙，而不依赖于生成新线程。

这些似乎是两个完全独立的概念，没有相似之处可以将它们联系在一起，但它们都被相同的＆＃34;异步计算＆＃34;词汇。

我能正确理解所有这些吗？

Answer 1

异步基本上意味着不阻塞，即不必等待操作完成。

线程只是实现这一目标的一种方式。从硬件级别，SO级别，软件级别来看，有很多方法可以做到这一点。

比我更有经验的人可以提供与线程无关的异步性示例。

Answer 2

  

这真正归结为多个CPU之间的高效并行处理，例如主CPU和NIC CPU。我们的想法是让多个处理器并行运行......

异步编程并不是关于多核CPU和并行性的：考虑单核CPU，只有一个线程创建电子邮件并发送它们。以同步方式，它将花费几微秒来创建消息，并且花费更多时间通过网络发送消息，然后只创建下一条消息。但是在异步程序中，线程可以创建新消息，而前一个消息通过网络发送。这种程序的一个实现可以是使用.NET async / await功能，您可以只使用一个线程。但即使是阻塞IO程序也可以被认为是异步的：如果主线程创建消息并将它们排队到缓冲区中，另一个线程将其从中拉出并以阻塞IO方式发送它们。从主线程的角度来看 - 它完全是异步的。

.NET async / await只使用已经异步的操作系统api - 读取/写入文件，通过网络发送/接收数据，无论如何它们都是异步的 - 操作系统不阻塞它们（驱动程序本身是异步）。

Answer 3

异步是一个通用术语，没有广泛接受的含义。不同的域名具有不同的含义。

例如，异步IO意味着不会阻止IO调用，而是发生其他。其他东西可能是真正不同的东西，但它通常涉及呼叫完成的某种通知。细节可能不同。例如，通知可能内置于调用本身 - 例如在MS Completeion Ports中（如果内存服务）。或者，在您拨打电话之前可以进行验证，以便呼叫无法阻止 - 这就是poll()和朋友所做的事情。

异步也可能意味着简单的并行执行。例如，有人可能会说'数据库是异步更新的'，这意味着有一个处理数据库连接的专用线程，该线程不会减慢主处理线程的速度。