Асинхронное программирование: концепции и когда использовать

Компьютерное программирование часто использует различные концепции и кодирование для создания приложений, программ и онлайн-сайтов. С развитием технологий и несколькими процессорными ядрами асинхронное программирование стало инструментом и методом, которые можно применять в зависимости от цели программы и ее задач. Дополнительные знания об асинхронном программировании могут помочь вам развить профессиональные навыки, которые можно использовать в карьере в области ИТ, особенно в качестве программиста. В этой статье мы исследуем, что такое асинхронное программирование и его концепции, когда использовать асинхронное программирование и его примеры, чтобы помочь вам лучше понять этот термин компьютерных технологий.

Что такое асинхронное программирование?

Асинхронное программирование — это тип параллельного компьютерного программирования, который позволяет функциям работать отдельно от основного приложения или потока, а затем уведомляет поток о завершении задачи или потенциальном сбое. Асинхронное программирование часто помогает уменьшить или предотвратить время ожидания или задержки в компьютерном программировании, например, вращающийся курсор на экране компьютера, который обычно указывает на то, что программа работает, пока вы ждете ее завершения. Вот сравнение двух типов параметров программирования, асинхронного и синхронного:

• Синхронное программирование. Синхронное программирование, часто называемое неявным или последовательным, — это когда действия происходят по одному. Программа приостанавливается, пока выполняется действие, и возвращается только тогда, когда у нее есть результат.

• Асинхронное программирование. Асинхронное программирование, часто называемое явным, — это когда несколько вещей происходят одновременно и под вашим контролем. Программа продолжает работать даже после того, как вы начинаете определенное действие, и подсказывает, когда у него есть результат, даже когда вы выполняете другую работу или задачи.

Выполнение асинхронного программирования часто помогает улучшить производительность, скорость и время отклика приложения. Например, асинхронное программирование может упростить пользовательский интерфейс (UI) приложения, чтобы покупатель мог вводить данные своей кредитной карты для покупки, одновременно размещая заказ и назначая информацию о доставке. Это также усложняет кодирование, поэтому часто бывает полезно выделить плюсы и минусы синхронного и асинхронного программирования для ваших конкретных потребностей в кодировании. Вы часто можете применять асинхронное программирование к кодированию Java, JavaScript, Typescript и Dart.

Пример асинхронного программирования

Вы работаете в Rapid Data и хотите просмотреть записи клиентов, чтобы проверить точность выставленных счетов. Вам необходимо получить доступ к оплаченным счетам с января по март. Используя асинхронное программирование, вы можете ввести все три месяца в поиск параметров, чтобы получить эти квитанции. При синхронном программировании программа должна сначала найти запись за январь и получить ее, прежде чем искать счет за февраль, а затем, наконец, счет за март, что означает, что второй и третий поисковые запросы начинаются только после завершения предыдущих. При асинхронном программировании все три запроса выполняются вместе.

Другой способ понять асинхронное программирование — сравнить его с рестораном. Каждая группа клиентов может заказать еду, не дожидаясь, пока те, кто сядет первым, сделают заказ и закончат есть. Одновременно можно приготовить несколько заказов на еду, и еда будет подаваться, когда она будет готова для каждой соответствующей вечеринки. То же самое касается последовательности, в которой вы заказываете, поскольку она не всегда коррелирует. Например, вы можете заказать гамбургер и картофель фри, а затем решить добавить газировку. Скорее всего, сначала вам подадут газировку, потому что ее быстрее приготовить, чем еду.

Что такое концепции асинхронного программирования?

Вот две важные концепции и элементы, связанные с асинхронным программированием:

• Блокировка. Блокировка — это блокировка веб-сайта или браузера, который не может продолжать свою функцию, которую пользователь пытается выполнять, и не может выполнять какие-либо задачи, пока процессор не восстановит контроль. Обычный пользователь компьютера может относиться к блокировке как к зависшей веб-странице или приложению.

• Потоки: поток — это то, на чем выполняется компьютерная задача, обрабатывая одну задачу за раз, последовательно одну за другой. Однако у вас может быть несколько потоков, особенно для систем с более чем одним ядром и процессором, что позволяет вам программировать язык в нескольких потоках и выполнять больше задач одновременно.

Когда использовать асинхронное программирование?

Вот пять ситуаций, в которых вы можете использовать асинхронное программирование при кодировании компьютерного программного обеспечения:

Загрузка или скачивание данных

Асинхронное программирование может помочь загружать или скачивать данные при открытии, запуске или сохранении приложения или работы. Например, вы можете войти в приложение для работы с цифровыми картами учета рабочего времени, нажав кнопку включения часов. При асинхронном программировании другая информация может загружаться во время выполнения задачи синхронизации, например, ваши часы за предыдущие дни недели или общее количество отработанных часов за месяц, например.

Запуск более длинных программ

Рассмотрите возможность использования асинхронного программирования, если у вас есть много задач для запуска приложения. Таким образом, по крайней мере одна или несколько задач будут выполняться, потому что они не ждут друг друга взаимосвязанным образом. Это часто означает повышение скорости отклика и повышение общей производительности, что может быть полезно для пользователей. Рассмотрите возможность изучения платформы .NET как варианта реализации асинхронного программирования.

Минимизация времени простоя

Вы можете свести к минимуму время простоя между задачами или для выполнения задачи с помощью асинхронного программирования. Например, если вы запрашиваете информацию с трех отдельных серверов, синхронное программирование будет выполнять запрос один за другим, а не обращаться к ним независимо. При асинхронном программировании информация может поступать быстро с первого сервера, но с задержкой на втором. Вместо этого вы можете пропустить второй сервер, получая необходимые данные с третьего. Это позволяет вам переключать задачи, чтобы свести к минимуму время простоя, и вернуться ко второму запросу сервера, чтобы продолжить с того места, на котором он остановился.

Эффективная работа

Асинхронное программирование может помочь системам работать более эффективно в зависимости от ситуации и часто предотвращает длительное время ожидания. Например, если задача, которую вы хотите выполнить, использует много входных и выходных данных, асинхронное программирование позволяет выполнять другие задачи, тогда как синхронное программирование создаст блок времени. Такие программы, как управляемая событиями связь или задачи, выполняющие одни и те же или похожие процессы, могут выиграть от асинхронного кодирования.

Визуальное отображение действия

Многие мобильные приложения используют асинхронное программирование, чтобы предотвратить экран бездействия и показать, что происходит действие. Например, клиент, совершающий покупку в Интернете, может визуально увидеть изображение, логотип или сообщение на экране после ввода данных своей кредитной карты. Изображение логотипа или экрана происходит, пока данные кредитной карты соответствуют базе данных и обрабатывают платеж.

Обратите внимание, что ни одна из компаний, упомянутых в этой статье, не связана с компанией Indeed.