Asynchrone vs. synchrone Programmierung: Wichtige Ähnlichkeiten und Unterschiede

Asynchrone und synchrone Programmierung: Was ist der Unterschied?

Synchron, manchmal auch „Sync“ genannt, und asynchron, auch als „async“ bekannt, sind zwei verschiedene Programmiermodelle.

Das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen beiden Modellen ist für Folgendes von entscheidender Bedeutung:

• Erstellen von Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs)
• Erstellen ereignisbasierter Architekturen
• Entscheiden, wie mit Aufgaben mit langer Laufzeit umgegangen werden soll

Doch bevor Sie entscheiden, welche Methode Sie wann verwenden, sollten Sie einige Fakten zur synchronen und asynchronen Programmierung kennen.

Asynchrone Anwendungen programmieren

Asynchrone Programmierung iEin Multithread-Modell, das auf Netzwerke und Kommunikation angewendet wird.

Asynchron ist eine nicht blockierende Architektur, was bedeutet, dass die weitere Ausführung nicht blockiert wird, während ein oder mehrere Vorgänge ausgeführt werden. Mit der asynchronen Programmierung können mehrere zusammengehörende Vorgänge gleichzeitig ausgeführt werden, ohne auf die Fertigstellung anderer Aufgaben warten zu müssen. 

Eine Möglichkeit, asynchrone Anwendungen zu programmieren, ist mit Low-Code-Anwendungsentwicklung. Mehrere Entwickler können gleichzeitig auf einer Low-Code-Plattform an Projekten arbeiten, was den Prozess der App-Erstellung beschleunigt.

Ein weiteres Beispiel ist das Versenden von Textnachrichten. Textnachrichten sind eine asynchrone Kommunikationsmethode. Eine Person kann eine Textnachricht senden und der Empfänger kann in Ruhe antworten. In der Zwischenzeit kann der Absender andere Dinge tun, während er auf eine Antwort wartet.

Synchrone Anwendungen programmieren

Synchrone ist eine blockierende Architektur und eignet sich am besten für die Programmierung reaktiver Systeme.

Da es sich um ein Single-Thread-Modell handelt, folgt es einer strengen Abfolge von Vorgängen, was bedeutet, dass die Vorgänge nacheinander und in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden.

Während eine Operation ausgeführt wird, sind die Anweisungen für andere Operationen blockiert. Die Ausführung der ersten Aufgabe löst die nächste aus und so weiter.

Um zu veranschaulichen, wie synchrone Programmierung funktioniert, denken Sie an ein Telefongespräch. Während eine Person spricht, hört die andere zu. Wenn die erste Person fertig ist, antwortet die zweite in der Regel sofort.

JavaScript

In der Diskussion über synchrone und asynchrone Programmierung gibt es eine Überraschung namens JavaScript.

JavaScript ist eine gängige Skriptsprache, die verwendet wird, um Websites interaktiv zu gestalten. JavaScript ist eine asynchrone und gleichzeitige Programmiersprache, die viel Flexibilität bietet. Sie ist einfädig wie die synchrone, aber auch nicht blockierend wie die asynchrone.

Obwohl JavaScript von Natur aus synchron ist, profitiert es von einem asynchronen Prozess. Lang laufendes JavaScript Funktionen können dazu führen, dass die Benutzeroberfläche (UI) oder der Server nicht mehr reagiert, bis die Funktion wiederhergestellt ist. Dies führt zu einer weniger als hervorragenden Benutzererfahrung.

Es gibt jedoch einige Fälle, in denen Benutzer von der Sperrung von Programmen profitieren können, beispielsweise bei der Durchführung von Online-Zahlungen.

Der Vorteil von JavaScript besteht darin, dass es das Beste aus beiden Welten bietet: Single-Thread und Multi-Thread, blockierend und nicht blockierend. Dank dieser Flexibilität können Programmierer Code in einer einzigen Programmiersprache statt in zweien schreiben – eine für synchrone Operationen und eine andere für asynchrone Operationen.

Asynchrone vs. synchrone Programmierung

Letztendlich hängt die Entscheidung von den betrieblichen Abhängigkeiten ab. Soll der Beginn einer Operation von der Fertigstellung einer anderen Operation abhängig gemacht werden oder soll sie unabhängig davon ausgeführt werden?

asynchrone ist eine nicht blockierende Architektur, sodass die Ausführung einer Aufgabe nicht von einer anderen abhängig ist. Aufgaben können gleichzeitig ausgeführt werden.

Synchrone ist eine blockierende Architektur, sodass die Ausführung jeder Operation von der Fertigstellung der vorherigen abhängt. Jede Aufgabe erfordert eine Antwort, bevor mit der nächsten Iteration fortgefahren werden kann.

Zu den Unterschieden zwischen asynchron und synchron gehören:

• Asynchron ist nicht blockierend, was bedeutet, dass es mehrere Anfragen an einen Server sendet.
• Synchronisierung blockiert – es wird immer nur eine Anfrage auf einmal an den Server gesendet und auf die Beantwortung dieser Anfrage durch den Server gewartet.
• Asynchron erhöht den Durchsatz, da mehrere Vorgänge gleichzeitig ausgeführt werden können.
• Synchronisierung ist langsamer und methodischer.

Sowohl asynchron als auch synchron können Single-Thread oder Multi-Thread sein. Der Hauptunterschied besteht darin, dass ein asynchrones System während einer Eingabe-/Ausgabeoperation keinen Thread blockiert.

asynchrone Die asynchrone Programmierung verbessert das Benutzererlebnis, indem sie die Verzögerungszeit zwischen dem Aufruf einer Funktion und der Rückgabe des Funktionswerts verkürzt. Asynchrone Programmierung führt in der realen Welt zu einem schnelleren, reibungsloseren Ablauf.

Benutzer möchten beispielsweise, dass ihre Apps schnell laufen, aber das Abrufen von Daten aus einer API dauert lange. In diesen Fällen trägt asynchrone Programmierung dazu bei, dass der App-Bildschirm schneller geladen wird, was das Benutzererlebnis verbessert.

Synchrone Programmierung hingegen ist für Entwickler von Vorteil. Synchrone Programmierung ist viel einfacher zu codieren. Sie wird von allen Programmiersprachen gut unterstützt und da es sich um die Standardprogrammiermethode handelt, müssen Entwickler keine Zeit damit verbringen, etwas Neues zu lernen, was zu Fehlern führen könnte.

Asynchrone und synchronisierte Anwendungsfälle

Unsere digitale Welt läuft durch Programmierung, aber ohne die richtige Kombination von Programmen und Operationen würden Chaos und schlechte Benutzererfahrungen entstehen. Unsere digitale Welt könnte in einen verrückten, hyperaktiven Wahnsinn geraten, wenn Operationen unangemessen auf asynchroner Programmierung basieren.

Und wenn der Betrieb unangemessen auf synchrone Programmierung angewiesen ist, könnte unsere digitale Welt abrupt zum Stillstand kommen. Es ist unbedingt erforderlich zu verstehen, wann welche Art von Programmierung eingesetzt werden sollte.

Wann wird asynchrone Programmierung verwendet?

Asynchrone Programmierung ist für die Programmierung unabhängiger Aufgaben von entscheidender Bedeutung.

Beispielsweise sind asynchrone Programme ideal für Entwicklungsprojekte mit vielen Iterationen. Asynchrone Programmierung bringt die Entwicklung voran, da die Schritte keiner festen Reihenfolge folgen müssen.

Responsive UI ist ein großartiger Anwendungsfall für asynchrone Planung. Nehmen wir zum Beispiel eine Shopping-App. Wenn ein Benutzer seine Bestellung aufruft, sollte die Schriftgröße größer werden. Anstatt erst darauf zu warten, dass der Verlauf geladen und die Schriftgröße aktualisiert wird, kann asynchrone Programmierung dafür sorgen, dass beide Aktionen gleichzeitig ausgeführt werden.

Wann Sie die Synchronprogrammierung verwenden sollten

Asynchrone Programmierung ist relativ komplex. Sie kann die Dinge unnötig verkomplizieren und den Code schwer lesbar machen. Synchrone Programmierung hingegen ist relativ unkompliziert; ihr Code lässt sich einfacher schreiben und erfordert kein Verfolgen und Messen von Prozessabläufen (wie dies bei asynchroner Programmierung der Fall ist).

Da Aufgaben voneinander abhängen, müssen Sie wissen, ob sie unabhängig voneinander ausgeführt werden können, ohne sich gegenseitig zu unterbrechen.

Synchrone Programmierung könnte auch geeignet sein für eine kundenorientierte Einkaufs-App. Benutzer möchten beim Online-Checkout alle Artikel zusammen und nicht einzeln kaufen. Anstatt jedes Mal eine Bestellung abzuschließen, wenn der Benutzer etwas in seinen Warenkorb legt, stellt die synchrone Programmierung sicher, dass die Zahlungsmethode und das Versandziel für alle Artikel gleichzeitig ausgewählt werden.

So wählen Sie zwischen asynchroner und synchroner Programmierung

Bei der Entscheidung, welchen Ansatz Sie wählen, berücksichtigen Sie die asynchrone Programmierung anpassbar und synchron strenge Programmierung.

Asynchrone Programmierung ist Multitasking: Sie wechselt von einer Aufgabe zur nächsten und benachrichtigt das System, wenn jede Aufgabe abgeschlossen ist. Synchrone Programmierung funktioniert einspurig und hakt jeweils eine Aufgabe in einer starren Reihenfolge ab.

• Asynchrone Programmierung ermöglicht es, mehr Dinge gleichzeitig zu erledigen und wird typischerweise verwendet, um das Benutzererlebnis durch Bereitstellung eines mühelosen, schnell ladenden Ablaufs zu verbessern.
• Die synchrone Programmierung wird am besten in reaktiven Systemen genutzt. Während es für Entwickler einfacher ist, Code zu schreiben, und von jeder Programmiersprache erkannt wird, ist die Synchronisierung ressourcenintensiv und kann die Arbeit verlangsamen.