處理客戶請求時，爲什麼異步模式比同步模式好？

我有一個客戶端服務器項目，並正在尋找更好的方式來處理來自客戶端的請求。有人建議異步模式比同步模式和線程池模式更好。
我的問題是爲什麼？在異步模式中有缺點嗎？處理客戶請求時，爲什麼異步模式比同步模式好？

2010-07-01 Mohamad Alhamoud

是的，異步請求通常可以在不花費線程的情況下處理。操作系統對它們有特殊的支持，如重疊的I/O和完成端口等功能。他們實際上做的是利用內核線程的代價，無論如何，因爲驅動程序需要能夠處理來自多個用戶模式程序的多個請求。 .NET框架很容易利用BeginXxx（）方法中的優勢。

使用線程池線程也很便宜，但是您需要遵守線程池調度程序的行爲。這不像啓動更多的TP線程那麼多核心。 TP線程不應該用於代碼，可以保持阻塞一段時間，非常典型的CS任務，如建立連接。

異步代碼中的錯誤處理非常困難。當EndXxxx（）方法引發異常時，通常情況下只有很少的上下文。它發生在一個回調線程上，離主邏輯很遠。好吧，當你可以聳聳肩「沒有發生，讓我們記錄下來」，當程序的狀態取決於它時，總體情況和紅色。在後一種情況下總是選擇同步模式。

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2010-07-01 22:10:29

+1它們甚至比這更好：通常不需要內核線程（大多數驅動程序甚至沒有線程）。 – 2010-07-01 22:30:09

+1 vrey有用的答案。深深的謝謝！ – 2010-07-01 22:46:47

同步操作的一個缺點是IMO不能中斷它們 - 例如，當你的服務器應用程序調用的同步方法爲waitForConnection（）和無客戶端連接，你不能停下來等待...

例如嘗試看看這個What is a good way to shutdown Threads blocked on NamedPipeServer#WaitForConnection?

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2010-07-01 21:47:53

在您對執手鎖同步服務器當訪問你的數據結構時（如果有更新），這需要時間和代碼（並且是難以發現錯誤的來源）。在許多實現中（例如，用於堆棧分配）也具有許多（例如數千）線程帶來了技術問題，並且如果服務器是IO限制，那些線程幾乎全部正在休眠（等待網絡）並且正在浪費存儲器。在一個線程中使用異步模型，您可以忽略鎖定問題（這意味着您的處理速度儘可能快），並且僅使用客戶端實際需要的內存（只有一個堆棧）。

但是現在多核機器很常見，所以部分優勢就會丟失（因爲如果修改共享數據結構就必須鎖定）。在N個異步服務器前面使用平衡器可能會獲得最佳效率，其中N是您的環境的最佳線程數。

異步方法的壞處在於，根據您的工具，代碼可能非常難看並且難以理解，如果計算不是微不足道的，並且錯誤地處理進入無限循環，則整個異步服務器將無響應（所以應該添加一個看門狗）。

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2010-07-01 22:04:21 6502

異步並不解決鎖定問題。您可以通過不同線程上的多個回調重新輸入異步回調。使用異步模型時，您仍然需要保護任何共享狀態。 – heavyd 2010-07-01 22:14:27

使用搶先式多線程編碼正確鎖定的問題是切換是「不可見的」，並且可能隨時發生。異步實現中的切換點是固定的，通常是絕對明顯的。由於確定性，調試也更簡單。儘管仍然可能存在某種形式的「邏輯」鎖定，但在我看來，與在共享數據更新方法中鎖定權限的困難相比，沒有什麼可比的。 – 6502 2010-07-01 22:35:59

@heavyd：重新閱讀您的評論在我看來，術語存在問題。我說過使用單線程異步實現，你可以忘記鎖定問題......（這意味着關於併發訪問的物理鎖定，而不是自動機的狀態改變之間的邏輯鎖定，當然這是強制的），並且如果異步沒有加上單線程，那麼這個優點就失去了。在您的評論中，您會討論不同的主題，因此可能會對術語產生誤解。 – 6502 2010-07-02 06:38:00

您不想阻止用戶界面。通過異步操作，您可以在等待服務器響應時執行其他操作。

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2010-07-01 22:07:14

異步模式讓您在同步模式讓您等待時繼續處理。

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2010-07-01 22:09:35

簡單和簡短的答案，但足夠的解釋。感謝@Brian – 2015-08-12 06:51:05

用漢斯的回答「標記」：I/O操作與線程的獨立性允許更顯着的縮放;成千上萬的未完成的請求是可能的，這是無法使用線程完成的。

另外，當你啓動considering the complexities of error handling in protocol design時，事實證明異步方法的複雜程度遠遠低於正確編寫同步代碼的複雜度。大多數同步套接字代碼看起來更簡單，但實際上包含微妙的錯誤。

如果雙方發送的數據比讀取的數據多，則異步方法對於防止死鎖情況也很重要;有關更多討論，請參閱this blog post。

如果您希望在線程安全封裝器（具有更簡單的錯誤處理）中實現異步I/O的可靠性優勢和（大部分）性能優勢，請考慮Nito.Async庫。

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2010-07-01 22:37:08

處理客戶請求時，爲什麼異步模式比同步模式好？

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