一、怎么理解异步和同步

1. 从方法的角度去理解：
   • 需要等待结果返回，才能继续运行就是同步
   • 不需要等待结果返回，就能继续运行就是异步

• 注意：同步在多线程中还有另外一层意思：是让多个线程步调一致。

同步调用

1. 同步调用意味着在调用一个函数或方法时，调用者会等待该函数或方法执行完成并返回结果后，才会继续执行后续的代码。在多线程环境中，如果线程A调用了一个同步方法，那么线程A会在该方法执行完成之前被阻塞，无法继续执行其他任务。
2. 同步调用的特点是：
   • 调用者会等待被调用者执行完成。
   • 保证了任务执行的顺序性和结果的确定性。
   • 但可能会导致线程阻塞，降低系统的并发性能。

异步调用

1. 异步调用则不同，当调用一个异步函数或方法时，调用者不会等待该函数或方法执行完成，而是立即返回并继续执行后续的代码。被调用的函数或方法会在后台线程中执行，当执行完成后，通常会通过回调函数、Future/Promise对象或其他机制来通知调用者。

2. 异步调用的特点是：

   • 调用者不会等待被调用者执行完成。
   • 提高了系统的并发性能，因为调用者可以继续执行其他任务。
   • 但需要处理异步结果，增加了代码的复杂性。

多线程的应用——异步调用（案例1）

• 单个线程的时候，所有代码都在同一个线程执行（下面的就是在main线程中执行），代码执行的时候都是同步的（即后面代码的执行需要等前面代码执行完成才可以继续执行）
  

• 多线程可以让方法执行变为异步的（即不用等待前面代码的执行）比如说这里的读取磁盘文件时，假设读取操作花费了 5 秒钟，如果没有线程调度机制，这 5 秒 cpu 什么都做不了，其它代码都得暂停…（如上图）

• 使用多线程之后，读取文件的操作放在一个新的线程中执行，那么后面的代码就不需要等待读取文件操作完成之后再执行了，因为后面的代码与文件读取操作的代码不在同一个线程中，这就可以理解为多线程的异步调用
  

三、多线程异步调用的场景

1. 比如在项目中，视频文件需要转换格式等操作比较费时，这时开一个新线程来处理视频转换，这样就可以避免阻塞主线程。
2. tomcat 的异步 servlet 也是类似的目的，它让用户线程处理耗时较长的操作，这样可以避免阻塞 tomcat 的工作线程
3. 在ui 程序中，可以开新线程进行其他操作，这样可以避免阻塞 ui 线程
4. 。。。。。。。

四、多线程异步调用和多线程同步调用的概念理解

1. 多线程的异步调用和同步调用是并发编程中的核心概念，它们决定了线程之间如何协作以及任务如何被执行。

一、多线程的同步调用

1. 定义：多线程的同步调用指的是多个线程在访问共享资源时，需要按照某种顺序来确保资源在某一时刻只能被一个线程使用，以避免数据竞争和不一致的问题。
2. 特点：
   • 线程之间需要相互等待和协调，以确保资源的正确访问。
   • 同步机制（如锁、信号量等）被用来控制对共享资源的访问。
   • 提高了数据的一致性和安全性，但可能导致线程阻塞和性能下降。
3. 实现方式：
   • 使用synchronized关键字：在Java中，可以通过在方法或代码块上使用synchronized关键字来实现同步。
   • 使用锁（Lock）：除了synchronized，还可以使用Java提供的ReentrantLock等锁机制来实现更灵活的同步控制。
   • 使用信号量（Semaphore）：信号量是一种更高级的同步机制，可以控制同时访问共享资源的线程数量。
4. 适用场景：
   • 当多个线程需要访问和操作共享数据时，使用同步调用可以确保数据的一致性和安全性。
   • 在需要保护临界区或实现互斥访问的场景中，同步调用也是必要的。

二、多线程的异步调用

1. 定义：多线程的异步调用指的是线程之间不需要相互等待，一个线程可以在不阻塞其他线程的情况下继续执行其他任务。异步调用通常通过回调函数、Future/Promise对象或其他机制来通知调用者任务的结果。
2. 特点：
   • 线程之间不需要相互等待，提高了系统的并发性和响应速度。
   • 异步调用不会阻塞调用线程，使得调用线程可以继续执行其他任务。
   • 增加了代码的复杂性和调试难度，因为需要处理异步结果和可能的错误。
3. 实现方式：
   • 使用线程池：线程池可以管理一组线程，并允许开发者以异步方式提交任务给这些线程执行。
   • 使用回调函数：当异步任务完成时，可以通过回调函数来处理任务的结果。
   • 使用Future/Promise对象：这些对象提供了获取异步任务结果的方法，并允许在任务完成时设置结果或异常。
4. 适用场景：
   • 当任务需要执行耗时的I/O操作时（如网络请求、文件读写等），使用异步调用可以提高系统的响应速度和并发性能。
   • 在需要执行多个独立任务并希望并行处理它们的场景中，异步调用也是有效的选择。

三、比较与选择

1. 性能：
   • 同步调用在保护共享资源和确保数据一致性方面表现更好，但可能导致线程阻塞和性能下降。
   • 异步调用提高了系统的并发性和响应速度，但增加了代码的复杂性和调试难度。
2. 适用场景：
   • 同步调用适用于需要保护共享资源和确保数据一致性的场景。
   • 异步调用适用于需要执行耗时I/O操作或并行处理多个独立任务的场景。
3. 选择建议：
   • 在选择同步或异步调用时，需要根据具体的应用场景和需求进行权衡。
   • 如果数据一致性和安全性是首要考虑因素，那么同步调用可能是更好的选择。
   • 如果系统的并发性能和响应速度是首要考虑因素，并且可以接受一定的代码复杂性和调试难度，那么异步调用可能是更合适的选择。

多线程的应用——提高效率（案例2）

1. 单核 cpu 下，多线程不能实际提高程序运行效率，只是为了能够在不同的任务之间切换，不同线程轮流使用cpu ，不至于一个线程总占用 cpu，别的线程没法干活
2. 多核 cpu 可以并行跑多个线程，但能否提高程序运行效率还是要分情况的，有些任务，经过精心设计，将任务拆分，并行执行，当然可以提高程序的运行效率。但不是所有计算任务都能拆分的，也不是所有任务都需要拆分，任务的目的如果不同，谈拆分和效率没啥意义
3. IO 操作不占用 cpu，只是我们一般拷贝文件使用的是【阻塞 IO】，这时相当于线程虽然不用 cpu，但需要一直等待 IO 结束，没能充分利用线程。所以才有后面的【非阻塞 IO】和【异步 IO】优化。