[已解决]请详细阐释异步编程的概念，以及共有哪些语言支持异步编程？

ultron110

越详细具体越好。

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Filthy-ice

2024-9-29 19:39:27

其实就是串行和并行的区别.
例如: 现在有一件事A, 只有一个人做, 做到一半, 必须去做另一件事B, 因为B是A达到目标的必要条件, 如果按照正常的编程, 同步去做, 那么你必须专注于B, A事件的流程也会暂停, 这是在一个人的情况下, 也是正常的思维.
而异步编程就是: 虽然B是A的必要条件, 但是B不是那么紧急的, 在你做A的时候, 你可以喊另一个人去做B, 不管他什么时候做完, 只要最终能做完就行. 那么A事件在一段事件后, 它依然是一个完整且正常的事件.
当然,异步也会带来一些问题,:
1. 会额外的占用资源, 毕竟需要多个人来做才不会影响主线, 那么就会有雇佣费(开销).
2. 时效性, 如果异步的事(业务)比较复杂, 会导致A事件完成后很久时间内, 都不是完整的(业务).
3. 数据一致性, 如果追求高数据一致性, 那么异步需要小心的使用, 或者说: 不该使用异步, 此时就要考虑使用多线程同步处理

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FishC

异步编程是一种编程范式，它允许程序在等待某些操作（如I/O操作、网络请求等）完成的同时，继续执行其他任务，而不是阻塞（等待）这些操作。这样可以提高程序的效率和响应速度，特别是在处理大量I/O操作时显得尤为重要。

### 异步编程的核心概念：

1. **事件循环（Event Loop）**：
    - 这是异步编程的核心机制。事件循环不断检查和管理待处理的任务，当某个异步操作完成时，它会调度相应的回调函数执行。

2. **回调函数（Callback Function）**：
    - 当一个异步操作完成后，会调用一个预先指定的函数，这个函数就是回调函数。它会处理异步操作的结果。

3. **Promise**：
    - Promise是一个表示异步操作最终完成或失败的对象，主要用于更优雅地处理异步操作及其结果或错误。

4. **Async/Await**：
    - 这是让异步代码看起来像同步代码的语法糖，使代码更易读更易理解。`async`定义的函数返回一个Promise，而`await`关键字用于等待一个Promise返回。

### 支持异步编程的主要编程语言：

1. **JavaScript**：
    - JavaScript是最知名的异步编程语言之一，特别是在Node.js环境下，它的事件驱动机制天然适合处理I/O密集型任务。
    - 关键字/概念：`callback`，`Promise`，`async/await`，`Event Loop`

2. **Python**：
    - Python3.5后，引入了原生的异步支持，主要通过`asyncio`库实现。
    - 关键字/概念：`async/await`，`asyncio`，`Event Loop`

3. **C#**：
    - C#也有很好的异步编程支持，通过`Task`和`async/await`实现，非常适合开发高性能的网络应用和服务。
    - 关键字/概念：`async/await`，`Task`

4. **Go**：
    - Go通过goroutine和channel实现并发编程，虽然不是严格意义上的异步，但在很多异步场景下，goroutine都很适用。
    - 关键字/概念：`goroutine`，`channel`

5. **Rust**：
    - Rust通过`async`和`await`关键字以及`Future`来实现异步编程。
    - 关键字/概念：`async/await`，`Future`

6. **C++**：
    - C++11和更高版本通过`std::future`和`std::async`支持异步编程。
    - 关键字/概念：`std::future`，`std::async`

已支持的语言还有很多，如Kotlin、Ruby、Swift等。

### 总结：
异步编程通过非阻塞方式处理时间较长的操作，提高了程序的效率和响应速度。许多现代编程语言都提供了强大的异步编程支持，方便开发者编写高效的异步代码。

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ultron110

FishC 发表于 2024-9-19 20:51
异步编程是一种编程范式，它允许程序在等待某些操作（如I/O操作、网络请求等）完成的同时，继续执行其他任 ...

事件驱动型编程语言一共有哪些？

FishC

ultron110 发表于 2024-09-19 20:54
事件驱动型编程语言一共有哪些？

事件驱动编程是一种编程范式，它通过响应各种事件（如用户输入、网络请求、硬件中断等）来驱动程序的执行。以下是一些支持事件驱动编程的编程语言，涵盖了从前端开发到后端开发的广泛应用。

### 常见的事件驱动编程语言：

1. **JavaScript**：
   - **应用场景**：广泛用于网页前端开发和后端（Node.js）。
   - **特性**：原生支持事件循环和事件驱动模型，非常适合处理用户交互和I/O密集型操作。
   
2. **Python**：
   - **应用场景**：用在网络编程、GUI应用和各类异步处理场景。
   - **库/框架**：`asyncio`模块、`Twisted`、`Tornado`等为事件驱动编程提供了强大的支持。

3. **C#**：
   - **应用场景**：常用于Windows应用开发、网络服务、游戏开发。
   - **库/框架**：`async/await`关键字、`Task`并行库、`Event`和`Delegate`机制支持事件编程。

4. **Java**：
   - **应用场景**：用于GUI开发、网络编程和企业级应用。
   - **库/框架**：`java.awt`和`javax.swing`包中的事件处理模型，`NIO`包中的非阻塞I/O处理。

5. **Go**：
   - **应用场景**：常用于高并发的网络服务和微服务。
   - **特性**：通过`goroutine`和`channel`实现类事件驱动的并发模型。

6. **C++**：
   - **应用场景**：用于系统级编程、游戏开发、GUI应用。
   - **库/框架**：`Qt`和`Boost.Asio`库提供事件驱动支持。

7. **Ruby**：
   - **应用场景**：主要用于网络编程和Web开发。
   - **库/框架**：事件驱动的网络框架`EventMachine`。

### 其他支持事件驱动编程的语言：

1. **Erlang**：
   - **应用场景**：高并发的电信系统、实时消息系统。
   - **特性**：天然支持事件驱动，基于Actor模型。

2. **Elixir**：
   - **应用场景**：实时Web应用、高并发系统。
   - **特性**：基于Erlang VM（BEAM），继承了其事件驱动和高并发特性。

3. **Swift**：
   - **应用场景**：iOS和macOS应用开发。
   - **库/框架**：`DispatchQueue`和`NotificationCenter`支持事件驱动。

4. **Kotlin**：
   - **应用场景**：Android开发、服务器端开发。
   - **特性**：通过协程（Coroutines）实现异步和事件驱动编程。

### 总结：
事件驱动编程语言几乎涵盖了所有主要的编程领域，从前端开发到后端服务，再到系统级和高并发应用。这种编程范式通过响应各种事件有效地管理系统资源，提供更高的并发性能和更好的用户体验。

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ultron110

FishC 发表于 2024-9-19 20:54
事件驱动编程是一种编程范式，它通过响应各种事件（如用户输入、网络请求、硬件中断等）来驱动程序的执 ...

编程范式除了有异步编程、事件驱动编程，一共还有哪些？

FishC

ultron110 发表于 2024-09-19 20:56
编程范式除了有异步编程、事件驱动编程，一共还有哪些 ...

编程范式是指编程语言在解决问题时所采用的系统化方法和风格。除了异步编程和事件驱动编程，还有许多其他编程范式，包括但不限于以下几种：

### 1. 面向对象编程（OOP）
这种范式通过“类”和“对象”的概念来组织代码，主要特点包括封装、继承和多态。常见的面向对象编程语言有Java、C++、Python、Ruby等。

### 2. 过程式编程
这种范式通过步骤和流水线化的方法来解决问题，通常以函数或子程序的形式来组织代码。C、Pascal、Fortran是典型的过程式编程语言。

### 3. 函数式编程
这种范式强调函数（数学意义上的函数）的使用，避免改变状态和数据的副作用。常见的函数式编程语言有Haskell、Erlang、Lisp，以及支持函数式编程风格的JavaScript、Python等。

### 4. 逻辑编程
这种范式基于形式逻辑，通过逻辑断言和规则来进行计算。最著名的逻辑编程语言是Prolog。

### 5. 声明式编程
这种范式通过描述“是什么”而不是“怎么做”来运行程序。SQL是典型的声明式编程语言，用于数据库查询。

### 6. 并发编程
这种范式旨在处理多个任务同时进行，常涉及线程、进程和异步操作。Go、Erlang、Akka（Scala的一部分）等是支持并发编程的语言和框架。

### 7. 元编程
这种范式通过编写能生成或操作其他程序的程序来进行编程，常用于提高代码的灵活性和复用性。Common Lisp、Julia和多种现代编程语言中的反射机制支持元编程。

### 8. 数据流编程
这种范式通过数据流图来表示程序，节点表示操作，边表示数据流。LabVIEW、Apache NiFi是数据流编程的一些例子。

这些范式在实际应用中常常互相结合，具体选择哪种范式通常取决于所解决的问题和开发环境。

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ultron110

FishC 发表于 2024-9-19 20:56
编程范式是指编程语言在解决问题时所采用的系统化方法和风格。除了异步编程和事件驱动编程，还有许多其 ...

相对于异步编程，有没有同步编程的概念？

FishC

ultron110 发表于 2024-09-20 16:14
相对于异步编程，有没有同步编程的概念？

是的，相对于异步编程，有同步编程的概念。

### 同步编程
在同步编程中，任务是按顺序依次执行的。每个任务必须完成，才能继续执行下一个任务。这意味着如果一个任务需要等待某个操作（如I/O操作、网络请求等）完成，整个程序都会暂停，直到该操作完成为止。

### 同步与异步编程的对比

- **同步编程**:
    - **顺序执行**: 每个任务依次执行，必须等待上一个任务完成。
    - **阻塞**: 当某个任务需要较长时间完成时（如读写文件、网络请求），程序会等待该任务完成。
    - **简单易理解**: 代码执行顺序与书写顺序一致，逻辑简单，易于理解和调试。
    - **低效率**: 对于I/O密集型操作或者需要频繁等待外部资源的程序，性能较低。

- **异步编程**:
    - **并发执行**: 可以在等待某个任务完成时，执行其他任务。
    - **非阻塞**: 不会因为某个任务的长时间等待而暂停整个程序。
    - **复杂度高**: 代码执行顺序与书写顺序不一致，逻辑复杂，可能需要较多心智负担，调试较难。
    - **高效率**: 对于大量I/O操作或者需要高并发处理的程序，性能较高。

### 举例
假设你有一个需要从数据库读取数据的任务和一个需要从网络下载文件的任务：

- **同步编程**:
  

def read_from_database():
        # 读取数据
        pass
    
    def download_file():
        # 下载文件
        pass
    
    def main():
        read_from_database()
        download_file()
    
    main()

    在同步编程中，`read_from_database()` 必须等待完成后，才能执行 `download_file()`。

- **异步编程**:
  

import asyncio

    async def read_from_database():
        # 异步读取数据
        pass

    async def download_file():
        # 异步下载文件
        pass

    async def main():
        await asyncio.gather(read_from_database(), download_file())
    
    asyncio.run(main())

    在异步编程中，`read_from_database()` 和 `download_file()` 可以并发执行，不需要等待对方完成。

希望这些信息能帮助你更好地理解同步编程和异步编程之间的差异。如果你有其他问题或需要更多细节，随时问我哦！

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Filthy-ice

其实就是串行和并行的区别.
例如: 现在有一件事A, 只有一个人做, 做到一半, 必须去做另一件事B, 因为B是A达到目标的必要条件, 如果按照正常的编程, 同步去做, 那么你必须专注于B, A事件的流程也会暂停, 这是在一个人的情况下, 也是正常的思维.
而异步编程就是: 虽然B是A的必要条件, 但是B不是那么紧急的, 在你做A的时候, 你可以喊另一个人去做B, 不管他什么时候做完, 只要最终能做完就行. 那么A事件在一段事件后, 它依然是一个完整且正常的事件.
当然,异步也会带来一些问题,:
1. 会额外的占用资源, 毕竟需要多个人来做才不会影响主线, 那么就会有雇佣费(开销).
2. 时效性, 如果异步的事(业务)比较复杂, 会导致A事件完成后很久时间内, 都不是完整的(业务).
3. 数据一致性, 如果追求高数据一致性, 那么异步需要小心的使用, 或者说: 不该使用异步, 此时就要考虑使用多线程同步处理

Filthy-ice

没有什么支不支持异步编程的语言.
异步和同步其实就是对cpu的调用方式不同.
举个栗子吧:
你去一家面馆吃面, 你说: 老板来玩牛肉拉面,加个煎鸡蛋.
如果面馆是我这种单身狗开的, 那么你就等着吧. 所有活都是我一个人做, 不管是先把面煮好端上去,再煎蛋; 还是把面煮好煎完蛋再端上去, 时间是相同的.
异步就是, 在我煮面的时候, 另一个人帮我煎蛋, 即便我面煮好了, 蛋还没煎好, 我煮你的面就回去煮下一碗. 因为我知道我的伙计必然会把煎蛋补上, 不管他的速度多慢, 就算前面有100个煎蛋, 101个煎蛋总归是你的. 但那时可能我已经煮面煮了200份了.
当你只有一个核心时, 你就算用异步, 和同步耗费的时间是相同, 只不过有可能结果提前了. 该做的还是要补上.不过用户提前得到结果而已.
异步的另一个缺点: 异步过程中出现的异常后续不好处理.  面我给你做好了, 但是煎蛋的时候到你刚好蛋耗完没了.你肯定也反感.