在Java中掌握异步编程

最近在学习协程,打算输出几篇文章来介绍一下协程。而协程与异步有很大的关联,所以想先介绍一下异步。

异步是一种程序的运行方式,各种编程语言语言或多或少都对它有所支持。异步对于Java后端程序员来说并不是一种特别熟悉的概念,而安卓或者前端的同学可能会对异步这个概念会更熟悉一些。

程序同步和异步

同步是最简单也是最符合我们人类思维方式的编程方式,所谓同步,就是程序会按照代码一行行执行,执行完一句再执行下一句。

同步代码看起来是这样:


  1. stepA(); 
  2. stepB(); 
  3. stepC(); 
  4. … 

stepA执行完后,开始执行stepB,stepB执行完后,执行stepC。

而有时候我们会有这样的需求:在后台执行一段程序。具体到我们这个案例来说,就是执行完stepA后,要开始执行stepB,但不用等stepB执行完,现在可以立即执行stepC。

于是异步编程就出来了。在Java语言里,我们可以创建一个新的线程(或者使用线程池)去执行异步任务:


  1. stepA(); 
  2. new Thread(() -> stepB()).start(); 
  3. stepC(); 

这样,stepB就在另一个线程里面“异步”执行了,而stepC还是继续在当前线程里执行。

异步有什么好处呢?

有一个显而易见的好处:让程序“响应更快”。比如上述的case,如果stepB()任务比较耗时,比如发邮件操作。那使用同步的方式,程序需要等待卡在这里stepB完成才能往下走。而如果使用异步的方式,可以让stepB“后台”执行,不影响当前程序往下执行。

这在UI程序中尤为重要,毕竟界面的响应时间对用户的体验很大。所以涉及到UI的语言、框架是最先研究和尝试异步技术的。比如RxJava起源于安卓,Kotlin、Dart、JavaScript等语言也在UI程序中用得比较多。

而同样的,对于IO密集型的程序,使用异步也能够明显提升性能,大家熟悉的nginx、redis、netty等,其底层都是利用的操作系统的系统调用(比如Linux的epoll)来实现异步,达到高性能的表现。

使用异步

在Java中使用异步一般是用多线程来实现的。

正如我们上文提到的,我们可以启动一个新的线程去“后台”执行一个异步任务。当然,我们也可以把它扔进线程池里。

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