在日常工作中，我們經(jīng)常會(huì)遇到同步通信和異步通信這兩種常見的通信方式，它們主要用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式系統(tǒng)和并發(fā)編程中，這篇文章，我們將分析兩者之間的差異點(diǎn)以及該如何選擇？

同步通信

同步通信是指通信雙方在進(jìn)行通信時(shí)，需要在同一時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并且一方必須等待另一方的響應(yīng)才能繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)操作，這種類型的通信通常稱為阻塞通信或請(qǐng)求-響應(yīng)通信。如下圖：

比如，你去餐館點(diǎn)堂食午飯，你需要放下工作去餐館排隊(duì)等候，下訂單，然后等待餐館準(zhǔn)備食材，一旦準(zhǔn)備好了，他們會(huì)把食物交給你，這是一個(gè)同步交互，你需要在餐館等待直到你的食物準(zhǔn)備好。

同步通信的特點(diǎn)：

• 等待響應(yīng)：發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)后，必須等待接收方處理并返回響應(yīng)，才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作。
• 時(shí)序緊密：通信的時(shí)序要求較高，需要雙方同時(shí)在線并且能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)。
• 簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)：由于其線性流程，編程實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，容易理解和調(diào)試。

同步通信的優(yōu)點(diǎn)：

• 即時(shí)反饋：同步通信提供即時(shí)反饋，允許快速檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤。
• 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單：同步設(shè)計(jì)通常易于實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檎?qǐng)求和響應(yīng)發(fā)生在單個(gè)連續(xù)事務(wù)中。
• 一致性：由于更新是按順序處理的，因此數(shù)據(jù)一致性更易于管理。

同步通信的缺點(diǎn)：

• 阻止：在收到響應(yīng)之前，發(fā)件人將被阻止，這可能導(dǎo)致資源浪費(fèi)和系統(tǒng)性能下降。
• 緊密耦合：同步通信可以在組件之間產(chǎn)生緊密耦合，從而在不影響整個(gè)系統(tǒng)的情況下發(fā)展或替換單個(gè)組件變得具有挑戰(zhàn)性。
• 資源密集型：在移動(dòng)到下一個(gè)請(qǐng)求之前，必須完全處理每個(gè)請(qǐng)求，這可能會(huì)導(dǎo)致資源利用率不足。

使用場(chǎng)景：

• 低延遲應(yīng)用：同步通信適用于需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的應(yīng)用，例如視頻流或在線游戲。
• API訪問：我們常見的HTTP(s)一般都是采用同步通信，請(qǐng)求發(fā)起者可以在當(dāng)前的請(qǐng)求響應(yīng)中拿到結(jié)果值。

異步通信

異步通信是指通信雙方在進(jìn)行通信時(shí)，不需要同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。發(fā)送方可以在發(fā)送數(shù)據(jù)后立即繼續(xù)執(zhí)行其他操作，不必等待接收方的響應(yīng)。如下圖：

比如，你在公司點(diǎn)了一份外賣，然后繼續(xù)工作，一旦商家準(zhǔn)備好了，騎手就會(huì)把外賣送到你的樓下，這就是一種異步交互，你無需放下工作去等待外賣準(zhǔn)備好并送達(dá)。

異步通信的特點(diǎn)：

• 不等待響應(yīng)：發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)后，不需要等待接收方的處理和響應(yīng)，可以立即進(jìn)行其他任務(wù)。
• 松散耦合：通信雙方不需要同時(shí)在線，可以在不同時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
• 復(fù)雜實(shí)現(xiàn)：由于需要處理異步事件和回調(diào)，編程實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜，但可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性能和響應(yīng)速度。

異步通信的優(yōu)點(diǎn)：

• 非阻塞：發(fā)送者不阻塞，發(fā)送消息后可以繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)，減少資源浪費(fèi)，提高系統(tǒng)性能。
• 松耦合：發(fā)射器和接收器是松耦合的，使它們能夠獨(dú)立運(yùn)行。
• 可擴(kuò)展性：異步通信可實(shí)現(xiàn)更好的可擴(kuò)展性，因?yàn)榘l(fā)送方和接收方可以按照自己的節(jié)奏處理消息。
• 彈性：系統(tǒng)某一部分的故障并不一定會(huì)削弱整個(gè)操作。

異步通信的缺點(diǎn)：

• 復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)：異步設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)可能更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗鼈冃枰~外的機(jī)制來處理響應(yīng)和錯(cuò)誤。
• 延遲反饋：異步通信可能會(huì)引入延遲反饋，使錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正更加復(fù)雜。
• 數(shù)據(jù)一致性：確保系統(tǒng)不同部分的數(shù)據(jù)一致性可能更為復(fù)雜。

使用場(chǎng)景：

• 高吞吐量應(yīng)用：異步通信適用于需要高吞吐量的應(yīng)用，如消息隊(duì)列或任務(wù)處理。
• 解耦系統(tǒng)：異步設(shè)計(jì)非常適合具有多個(gè)獨(dú)立組件的系統(tǒng)，例如微服務(wù)架構(gòu)。
• 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)：將非緊急任務(wù)卸載到異步隊(duì)列（如圖像處理或報(bào)告生成）是理想的選擇。
• 事件驅(qū)動(dòng)的架構(gòu)：異步通信在組件對(duì)實(shí)時(shí)事件（如通知）做出反應(yīng)的系統(tǒng)中大放異彩。

兩者對(duì)比

下面通過一張表格來對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比：

如何選擇？

對(duì)于同步通信和異步通信的選擇，以下是一些主要的考慮因素：

• 性能：異步通信可以帶來更好的性能和吞吐量，因?yàn)榘l(fā)送方和接收方可以獨(dú)立工作。
• 可擴(kuò)展性：異步通信允許更好的可擴(kuò)展性，因?yàn)橄到y(tǒng)可以通過并發(fā)處理消息來處理更高的負(fù)載。
• 可靠性：異步通信可以通過消息持久性和失敗時(shí)的重試來提供更好的可靠性。
• 復(fù)雜性：異步通信在消息排序、錯(cuò)誤處理和組件之間的協(xié)調(diào)方面引入了額外的復(fù)雜性。
• 實(shí)時(shí)性要求：如果系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)交互或即時(shí)響應(yīng)，同步通信可能更合適。