Synkron vs. Asynkron programmering: Hvordan er de forskellige?

Du er enig, især hvis du stadig er ny med programmering, at nogle kodningsudtryk er skræmmende.

For nogle udviklere er udtryk som "asynkron" og "synkron programmering" blandt forvirrende, men ofte anvendte kodningsudtryk. Så hvad betyder disse udtryk? Hvordan er de forskellige? Og hvordan fungerer de? Vi besvarer alle disse spørgsmål og mere.

Sådan fungerer synkron programmering

Synkrone webapps indlæser ressourcer enkeltvis og sekventielt, således at når en højere ressource eller komponent i hierarkiet ikke indlæses, svarer dem under den ikke.

Anmodninger, du foretager, fungerer synkront med en protokol med flere tråde.

Bemærk: En tråd er en enkelt ende-til-slut-arbejder eller kanal, der håndterer anmodninger i programmering.

Hver af disse tråde håndterer anmodninger separat i synkron programmering. Så hver tråd har sin udførelsestid og indlæses helt, før den næste begivenhed udføres. Derfor eksekverer begivenheden i en tråd andre tråde, hvilket blokerer hele brugergrænsefladen i processen.

Typisk indlæser webapps, der kun kører på synkron programmering, ressourcer afhængigt i en lås. Hver operation, inklusive POST- og GET-anmodninger, skal altid indlæses for hver anmodning og svar.

Derfor sikrer synkronopkald, at en klient eller browser får svar fra den første anmodning, før den næste udføres. Dette kan resultere i unødvendige forsinkelser og dårlig brugeroplevelse.

Relaterede: Sådan skriver du kode med flere tråde i Java

For eksempel, mens du prøver at indsende en formular på et websted, der kører synkront, efter udfyldning af de nødvendige felter og indsendelse af formularen, klienten (browser) låser hele formularfeltet.

Så det forhindrer dig i at foretage yderligere opdateringer til formularfeltet eller klikke på en hvilken som helst anden del af webappen under indsendelse.

Relaterede: Sådan installeres Node.js og npm på Windows

Her er et eksempel på en eller anden synkron kode, der læser indholdet af en fil med fs modul i node.js:

var fs = kræve ('fs');
const readData = fs.readFileSync ('text.txt');
console.log (readData.toString ());
setTimeout (() => {
console.log ('Hej verden, jeg blokerer andre tråde ...')
}, 1000
);

Koden ovenfor bruger readFileSync metode til at hente indholdet af en tekstfil, men den bruger ikke en tilbagekaldsfunktion.

Sådan fungerer asynkron programmering

I asynkron programmering serverer apps anmodninger og svar ved hjælp af en ikke-blokerende input / output (I / O) -protokol. I modsætning til synkron programmering udfører et asynkront program ikke operationer hierarkisk. Så programmet venter ikke på udførelsen af ​​en anmodning, før det svarer med en anden.

I det væsentlige udfører den anmodninger samtidigt, selvom de er i forskellige funktioner. Som et resultat indlæser en applikation, der er udviklet med asynkron programmering, kun hele dens indhold en gang.

En enkelt tråd håndterer flere anmodninger i en begivenhedssløjfe. Så den manglende anmodning påvirker ikke den anden.

Da asynkron indlæsning ikke blokerer, kan webapps, der fungerer på dette princip, muligvis ende med at være applikationer med én side.

For eksempel, i modsætning til synkron programmering, efter en udfyldning og indsendelse af din formular, sender en funktion den asynkront uden at låse de andre felter eller hele brugergrænsefladen. Derfor kan du opdatere andre formularfelter og foretage flere anmodninger i webappen, mens en indsendelse er i gang.

Derfor behøver du ikke vente på anmodninger, da de alle kører i en enkelt sløjfe. Så i modsætning til synkrone applikationer giver asynkrone apps en bedre brugeroplevelse og er lige så hurtige.

Relaterede: Sådan installeres og administreres flere versioner af Node.js på Linux

Her er et eksempel på, hvordan en asynkron kode ser ud i node.js:

var fs = kræve ('fs');
fs.readFile ('text.txt', funktion (err, data) {
hvis (fejler) {
console.log ('Beklager, der opstod en fejl');
}
setTimeout (() => {
console.log (data.toString ())
}, 1000);
});
setTimeout (() => {
console.log ('Hej verden, jeg blokerer ikke andre tråde ...')
}, 500
);

I modsætning til den tidligere synkrone metode bruger ovenstående asynkron kode en tilbagekaldsfunktion til at tilpasse fejlmeddelelser.

Sprogstøtte til synkron og asynkron programmering

De fleste sprog på serversiden som Python, C #, Java og PHP udfører kode afhængigt, så en linje eller en hel blok afhænger af succesen for den, der går forud for den. Dette betyder, at de alle er synkroniserede som standard.

Selvom de fleste af disse sprog på serversiden nu understøtter asynkrone opkald med de seneste fremskridt, er ingen af ​​dem asynkrone som standard.

Relaterede: Sådan vælges det rigtige webprogrammeringssprog

Node.js, en bemærkelsesværdig JavaScript-ramme på serversiden, er et eksempel på en single-threaded runtime, der understøtter asynkron programmering. Async / Await-opgaver er nu også mulige med C #.

Fordele og ulemper ved synkron og asynkron programmering

Mens du måske tror, ​​at asynkron programmering vinder her, har begge metoder deres fordele og ulemper. Så det at bruge en af ​​dem afhænger af din præference eller det aktuelle problem.

De er dog begge bedre end hinanden på forskellige måder. Lad os se på fordele og ulemper ved hver af disse programmeringsmetoder.

Fordele ved asynkron programmering

• Alle scripts indlæses en ad gangen. Dette svarer til hastighed, lydhørhed og en bedre brugeroplevelse.
• Det eliminerer forsinkelser på sideindlæsning. Så der er ikke behov for efterfølgende sideopdateringer under udførelse af nye anmodninger.
• Du kan bruge flere funktioner ad gangen, selv mens andre anmodninger stadig kører.
• Asynkrone apps er meget skalerbare og kræver få ressourcer for at arbejde.
• Selvom en anmodning er langsom til at svare, påvirker det ikke andres svartid.
• Fejlen i en tråd forhindrer ikke de andre i at gengive.
• Indbyggede tilbagekald giver dig mulighed for at tilpasse fejlmeddelelser.

Ulemper ved asynkron programmering

• Det kræver mange tilbagekald og rekursive funktioner, som kan være besværlige under udviklingen.
• Hvis tilbagekald ikke anvendes effektivt, er der ingen måde, som en bruger kan vide, om en anmodning mislykkes eller ej, især ikke når han foretager POST-anmodninger.
• Forsinkelse i gengivelsen af ​​den indledende side kan påvirke din oplevelse.
• Webapps, der bruger asynkron indlæsning, kan være vanskelige at gennemgå for søgemaskiner som Google og Bing.
• Asynkron scripting kan være vanskelig at implementere på nogle programmeringssprog.
• Kode kan blive rodet og svær at fejle.

Fordele ved synkron programmering

• Det kræver mindre kodningskendskab og understøttes af alle programmeringssprog.
• Selvom der ikke er nogen tilpassede tilbagekald til anmodningsfejl, er det umiddelbart indlysende for dig, da klienten (browseren) håndterer sådanne fejl som standard.
• Det er bedre til udførelse af CPU-opgaver.
• Søgemaskiner finder synkrone websider lettere at gennemgå.
• Ideel til at stille enkle anmodninger.

Ulemper ved synkron programmering

• Indlæsningstiden kan være langsom.
• Der er ingen indbyggede tilbagekaldsmetoder.
• Når en tråd er låst, bliver andre også blokeret.
• Manglende evne til at udføre flere operationer ad gangen kan reducere brugeroplevelsen.
• Når en anmodning mislykkes, reagerer ikke hele programmet også.
• En enorm mængde ressourcer kan være nødvendige for at håndtere flere tråde, hvis anmodninger bliver overvældende.

Synkron eller asynkron programmering: Hvilken er bedre?

Mens synkron programmering kan være langsom, og asynkron scripting rammer hurtigt, er det nøglen at genkende den passende metode til ethvert scenario. Nogle gange arbejder de endda sammen.

Backend-operationer som CRUD (opret, læs, opdater og slet) er som standard synkron. Men du kan også beslutte at udføre CRUD-operationer asynkront. Du skal kun tilpasse dit frontend-script for at oprette forbindelse til din backend-kode. For eksempel kan du gengive data fra databasen synkront. Derefter kan du præsentere det for brugere med asynkron scripting.

Derudover er det måske ikke ideelt at bruge asynkron programmering til at opbygge enkle frontend-apps eller udføre CPU-operationer, der kræver mindre ressourcer.

Front-End vs. Back-End Webudvikling: Hvilken vej passer dig?

At lære webudvikling er en fantastisk måde at forstå kodning på, men hvor skal du starte: front-end eller back-end webudvikling?

Læs Næste

Om forfatteren