异步和同步

在编程世界里，「同步」和「异步」是最常见、却又最容易让人混淆的两个概念。几乎所有现代语言都会涉及它们。

两者的特征如下：

• 同步：顺序执行任务，前一个任务没执行完毕时不会开启下一个任务。
• 异步：重叠执行任务，前一个任务没执行完毕也可以开启下一个任务。

假设现在需要分别使用洗衣机，电饭煲，和切菜板来进行洗衣服，煮饭，切菜三项家务。

• 同步：先启动洗衣机洗衣服，等待衣服洗好，去开始切菜，切菜完成后，去使用电饭煲煮饭。
• 异步：启动洗衣机洗衣服，然后立即使用电饭煲煮饭，启动电饭煲后就直接去切菜。

通过以上例子可以看出，异步相较于同步，大大的提升了工作效率。

但异步并非都是好处。

例如可能忘记取出洗衣机里面的衣服，忘记给电饭煲通上电。又或者限电，同时只能开启一台机器。

而同步则不会面临这些问题，因为每次只做一件事，完成一件再做下一件，流程更可控。

在实际开发中，任何编程语言的代码天然都是同步的，程序会按顺序一步步执行，这让开发者能够更好地控制流程、处理逻辑和调试问题。

但在一些特定场景下，纯同步会导致效率低下，例如：

• 网络请求：等待远程服务器响应可能耗时较长。
• 文件或数据库操作：I/O 阻塞会浪费 CPU 时间。
• 并行计算：多个任务可以同时执行。

这时就需要异步来改进效率：程序可以在等待某些操作完成的同时，去处理其他任务，从而充分利用资源，提高整体吞吐量。

常见的异步实现方法有：

• 回调，在任务完成后触发一个事先传入的函数，将任务完成后获得的数据传参。但容易出现回调地狱（回调一层套一层），逻辑难以维护。
• 事件循环，最出名的就是 JS 的事件循环，在单线程环境下，事件循环通过无限循环不断调度任务队列，异步任务完成后会被放入队列等待执行，从而实现非阻塞操作。
• Promise/Future，表示一个现在不确定但未来会有结果的对象，可以链式处理异步操作，使逻辑更清晰，同时支持错误处理
• async/await，将异步代码编写的像是同步代码一样。使得易于理解和维护，但具有异步传染性。即调用 async 函数的函数通常也需要标记为 async 。
• 多线程和并行计算，通过操作系统调度多个线程或进程同时处理任务，充分使用多核处理器。

现代编程语言大多支持异步语法，但像 Rust、Python 等语言仍需要引入第三方库才能真正运行异步任务。

这是因为这些语言在语法层面上支持 async/await 等关键字，但本身并未提供异步运行时。为了让异步任务能够被调度和执行，必须依赖第三方库作为运行时，如 Rust 的 tokio 、Python 的 asyncio 或 trio。

总的来说，异步和同步各有利弊，实际开发中通常会根据场景灵活选择。

同步更安全、可预测，保证流程可控的地方用同步。

异步更高效，提高效率的地方用异步，但需要额外的管理和注意。