什么是真正的异步计算？

Question

我一直在阅读(和工作)大量的multi-threaded applications和IO，我发现asynchronous这个术语已经成为许多模糊想法的一部分。我想知道我是否正确地理解了它。在我看来，“异步性”有两个主要分支。

1. 异步I/O，如网络读写。这可以归结为多个CPU之间高效的并行处理，比如主CPU和NIC CPU。这样做的目的是让多个处理器并行运行，交换数据，而不阻止对方完成并返回其作业的结果。
2. 通过尽量减少线程的使用来最小化上下文切换惩罚。这似乎是.NET框架在其异步/等待特性中所关注的内容。与其生成/关闭/阻塞线程，不如将并行作业分解为任务，并使用软件任务调度程序尽可能保持线程池的忙碌，而不必求助于生成新线程。

这些似乎是两个完全独立的概念，没有任何相似之处可以将它们联系在一起，但它们都被同一个“异步计算”词汇表所引用。

我对这一切的理解正确吗？

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法。有很多方法可以做到这一点，从硬件层面，所以层，软件层面。

比我更有经验的人可以给出与线程无关的异步性示例。

Answer 2

这可以归结为多个CPU之间高效的并行处理，比如主CPU和NIC CPU。想法是让多个处理器并行运行..。

异步编程并不完全是关于多核CPU和并行性的:考虑一下单个核心CPU，只有一个线程创建并发送电子邮件消息。以同步的方式，它将花费几微秒来创建消息，并花费更多的时间通过网络发送消息，然后才创建下一条消息。但是在异步程序中，当前一条消息通过网络发送时，线程可以创建一个新消息。这类程序的一个实现可以是使用.NET异步/等待特性，其中您可以只有一个线程。但是，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在缓冲区中排队，则另一个线程从哪个线程中提取消息并以阻塞IO的方式发送它们。从主线程的角度来看，它是完全异步的。

.NET异步/等待只是使用已经异步读取/writing文件的OS，通过网络发送/receive数据，它们都是异步的-操作系统不会阻止它们(驱动程序本身是异步的)。

Answer 3

异步是一个通用的术语，它没有被广泛接受的含义。不同的领域对它有不同的含义。

例如，异步IO意味着不是阻止IO调用，而是发生其他事情。其他的东西可以是完全不同的东西，但它通常涉及某种类型的调用完成通知。细节可能有所不同。例如，可能会将通知内置到调用本身中--就像MS完全端口(如果内存可用的话)一样。或者，在你打电话之前，可以先确认一下，这样电话就不会阻塞--这就是poll()和朋友们所做的。

异步也可能意味着简单的并行执行。例如，人们可能会说‘数据库是异步更新’，这意味着有一个专门的线程来处理数据库连接，并且该线程不会减缓主处理线程的速度。