大家好，我是躍哥。今天是2.22日，雖然已經工作多天了，但是因爲個人原因，還沒做很好的創作，但是也不能忘記親愛的小夥伴們，所以先來這裏報個到。
大家面試的時候，基本上會遇到說你項目裏哪裏用到了異步，哪裏用到了多線程，能簡單描述下嗎？很多同學可能還不清楚這兩者的區別，今天躍哥就和大家一起重新學習下。
最近在研究Spring Boot中的異步處理，發現涉及到異步和多線程的很多知識點，就先寫幾篇關於異步與多線程的文章，帶大一起回顧或學習一下相關的知識點。下面開始正文內容：
前言
在本文中，我們通過一些通俗易懂的方式來解釋異步編程和多線程編程，然後再介紹一下它們之間的區別。
什麼是異步編程
首先來看一下異步模型。在異步模型中，允許同一時間發生（處理）多個事件。程序調用一個耗時較長的功能（方法）時，它並不會阻塞程序的執行流程，程序會繼續往下執行。當功能執行完畢時，程序能夠獲得執行完畢的消息或能夠訪問到執行的結果（如果有返回值或需要返回值時）。
下面通過一個示例來看一下同步和異步的區別。示例中程序通過網絡獲取兩個文件，並對兩個文件進行合併處理：
上述示例，在異步系統當中的解決方案是開啓一個額外的線程進行處理。第一個線程獲取第一個文件，第二個線程獲取第二個文件，第二個線程並不需要等待第一個線程執行完畢再執行。當兩個線程都獲得到對應的結果之後，再重新同步處理合並結果的操作。
再來看另外一個場景。單線程方法讀取OS（操作系統）當中的文件並需要進行數學運算。而在異步系統中，程序發起讀取OS中文件的請求，由於讀取操作比較耗時，在等待讀取文件時，程序會將控制器返回給CPU進行數學運算。
在異步編程中，通常會針對比較耗時的功能提供一個函數，函數的參數中包含一個額外的參數，用於回調。而這個函數往往稱作回調函數。當比較耗時的功能執行完畢時，通過回調函數將結果返回。關於回調函數相關的知識可參考文章《兩個經典例子讓你徹底理解java回調機制》。
什麼是多線程編程
多線程是指同時併發或並行執行多個指令（線程）。
在單核處理器上，多線程往往會給人程序是在並行執行的錯覺。實際上，處理器是通過調度算法在多線程之間進行切換和調度。或者根據外部輸入（中斷）和線程的優先級的組合來進行線程的切換。
在多核處理器上，線程纔是真正的並行運行。多個處理器同時執行多個線程，以達到更加高效的處理。
一個簡單的示例就是：開啓兩個瀏覽器窗口同時下載兩個文件。每個窗口都使用一個新的線程去下載文件，它們之間並不需要誰等待誰完成，而是並行進行下載。
下圖展示了併發執行多線程應用程序的流程：
異步與多線程的區別
通過上面的介紹，我們可以看出多線程都是關於功能的併發執行。而異步編程是關於函數之間的非阻塞執行，我們可以將異步應用於單線程或多線程當中。
因此，多線程只是異步編程的一種實現形式。
比如，你和你的朋友決定一起做一頓午餐。“異步”就是你對朋友說：“你去商店買意大利麪，回來的時候告訴我一聲，然後一起做午餐。在你買意大利麪的同時，我去準備番茄醬和飲料。”
而“線程”是：“你燒水，我加熱番茄醬。當水燒開了，告訴我，我把意大利放進去。當番茄醬熱了，你可以把奶酪添加進去。當兩者都完成了，就可以坐下來一起喫晚餐。”在線程的示例中，我們可以看到“When，Do”的事件順序，而這些順序代表着每個人（線程）的指令集集合的順序。
上述示例可以看出，多線程是與具體的執行者相關的，而異步是與任務相關的。
多線程是程序設計的邏輯層概念，它是進程中併發運行的一段代碼，可以實現線程間的切換執行。
異步和同步是相對的，異步就是彼此獨立，在等待某事件的過程中繼續做自己的事，不需要等待這一事件完成後再工作。
多線程就是實現異步的一個方式。異步是讓調用方法的主線程不需要同步等待另一線程的完成，從而可以讓主線程幹其它的事情。
所以本質上，異步和多線程並不是一個同等關係，異步是最終目的，多線程只是實現異步的一種手段。
如何選擇
面對多線程和異步，我們該如何選擇呢？其實，通常情況下選擇的依據是主要取決於性能。
那麼，同步/異步與單線程/多線程之間的所有組合，哪種模型表現更好？
簡而言之，對於具有大量I/O操作和不同計算的大規模應用程序，使用異步多線程有利於充分利用計算資源，並且能夠照顧到非阻塞函數。這也是所有操作系統所採用的線程模型。
編寫異步操作的複雜程度較高，程序主要使用回調方式進行處理，與正常的思維方式有些出入，而且難以調試。而多線程的使用（濫用）會給系統帶來上下文切換的額外負擔，並且線程間的共享變量可能造成死鎖。
因此在實現這兩種模式時，往往需要處理資源競爭、死鎖、共享資源和回調事件等問題。
小結
在本文中，我們講解了異步編程和多線程編程的定義，然後是它們之間的區別。而本文中的所有術語和概念均與具體技術實現無關。後面我們會繼續講解多線程與異步相關的其他知識點，比如異步調用與回調等。
0、重磅！兩萬字長文總結，梳理 Java 入門進階哪些事（推薦收藏）
![]()
本文分享自微信公衆號 - 程序員小躍（runningdimple）。
如有侵權，請聯繫 [email protected] 刪除。
本文參與“OSC源創計劃”，歡迎正在閱讀的你也加入，一起分享。