在日常工作中，我們經常會遇到同步通信和異步通信這兩種常見的通信方式，它們主要用于計算機網絡、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以及該如何選擇？

同步通信

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

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

同步通信的特點：

• 等待響應：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，才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作。
• 時序緊密：通信的時序要求較高，需要雙方同時在線并且能夠實時響應。
• 簡單實現(xiàn)：由于其線性流程，編程實現(xiàn)相對簡單，容易理解和調試。

同步通信的優(yōu)點：

• 即時反饋：同步通信提供即時反饋，允許快速檢測和糾正錯誤。
• 實現(xiàn)簡單：同步設計通常易于實現(xiàn)，因為請求和響應發(fā)生在單個連續(xù)事務中。
• 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：

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

使用場景：

• 低延遲應用：同步通信適用于需要實時響應的應用，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，請求發(fā)起者可以在當前的請求響應中拿到結果值。

異步通信

異步通信是指通信雙方在進行通信時，不需要同時進行數(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。如下圖：

比如，你在公司點了一份外賣，然后繼續(xù)工作，一旦商家準備好了，騎手就會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備好并送達。

異步通信的特點：

• 不等待響應：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，可以立即進行其他任務。
• 松散耦合：通信雙方不需要同時在線，可以在不同時間進行數(shù)據(jù)交換。
• 復雜實現(xiàn)：由于需要處理異步事件和回調，編程實現(xiàn)相對復雜，但可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性能和響應速度。

異步通信的優(yōu)點：

• 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，減少資源浪費，提高系統(tǒng)性能。
• 松耦合：發(fā)射器和接收器是松耦合的，使它們能夠獨立運行。
• 可擴展性：異步通信可實現(xiàn)更好的可擴展性，因為發(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削弱整個操作。

異步通信的缺點：

• 復雜的實現(xiàn)：異步設計的實現(xiàn)可能更具挑戰(zhàn)性，因為它們需要額外的機制來處理響應和錯誤。
• 延遲反饋：異步通信可能會引入延遲反饋，使錯誤檢測和糾正更加復雜。
• 數(shù)據(jù)一致性：確保系統(tǒng)不同部分的數(shù)據(jù)一致性可能更為復雜。

使用場景：

• 高吞吐量應用：異步通信適用于需要高吞吐量的應用，如消息隊列或任務處理。
• 解耦系統(tǒng)：異步設計非常適合具有多個獨立組件的系統(tǒng)，例如微服務架構。
• 長時間運行的任務：將非緊急任務卸載到異步隊列（如圖像處理或報告生成）是理想的選擇。
• 事件驅動的架構：異步通信在組件對實時事件（如通知）做出反應的系統(tǒng)中大放異彩。

兩者對比

下面通過一張表格來對兩者進行對比：

如何選擇？

對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，因為發(fā)送方和接收方可以獨立工作。
• 可擴展性：異步通信允許更好的可擴展性，因為系統(tǒng)可以通過并發(fā)處理消息來處理更高的負載。
• 可靠性：異步通信可以通過消息持久性和失敗時的重試來提供更好的可靠性。
• 復雜性：異步通信在消息排序、錯誤處理和組件之間的協(xié)調方面引入了額外的復雜性。
• 實時性要求：如果系統(tǒng)需要實時交互或即時響應，同步通信可能更合適。