Synchroon vs. Asynchroon programmeren: hoe verschillen ze?

Je zult het ermee eens zijn, vooral als je nog geen ervaring hebt met programmeren, dat sommige codeertermen intimiderend zijn.

Voor sommige ontwikkelaars vallen termen als "asynchroon" en "synchroon programmeren" onder verwarrende maar vaak gebruikte codeertermen. Dus wat betekenen deze termen? Hoe zijn zij verschillend? En hoe werken ze? We beantwoorden al deze vragen en meer.

Hoe synchroon programmeren werkt

Synchrone web-apps laden bronnen afzonderlijk en opeenvolgend, zodat wanneer een hogere bron of component in de hiërarchie niet wordt geladen, de onderliggende bronnen niet reageren.

Verzoeken die u doet, werken synchroon met een multi-threaded protocol.

Opmerking: Een thread is een enkele end-to-end-medewerker of -kanaal dat verzoeken bij het programmeren afhandelt.

Elk van deze threads behandelt verzoeken afzonderlijk in synchrone programmering. Elke thread heeft dus zijn uitvoeringstijd en wordt volledig geladen voordat de volgende gebeurtenis wordt uitgevoerd. Bijgevolg blokkeert de uitvoering van de gebeurtenis in een thread andere threads, waardoor de hele gebruikersinterface in het proces wordt geblokkeerd.

Doorgaans laden web-apps die uitsluitend op synchrone programmering worden uitgevoerd, afhankelijk van een vergrendeling. Elke bewerking, inclusief POST- en GET-verzoeken, moet altijd opnieuw worden geladen voor elk verzoek en elke reactie.

Daarom zorgen synchrone aanroepen ervoor dat een client of browser een antwoord krijgt van het eerste verzoek voordat het volgende wordt uitgevoerd. Dit kan leiden tot onnodige vertragingen en een slechte gebruikerservaring.

Verwant: Hoe multi-threaded code in Java te schrijven

Als u bijvoorbeeld een formulier probeert in te dienen op een website die synchroon loopt, vergrendelt de klant (browser) na het invullen van de benodigde velden en het verzenden van het formulier het hele formulierveld.

Het voorkomt dus dat u tijdens het indienen verdere updates in het formulierveld aanbrengt of op een ander deel van de webapp klikt.

Verwant: Hoe Node.js en npm op Windows te installeren

Hier is een voorbeeld van een synchrone code die de inhoud van een bestand met de fs module in node.js:

var fs = vereisen ('fs');
const readData = fs.readFileSync ('text.txt');
console.log (readData.toString ());
setTimeout (() => {
console.log ('Hallo wereld, ik blokkeer andere threads ...')
}, 1000
);

De bovenstaande code gebruikt de readFileSync methode om de inhoud van een tekstbestand op te halen, maar het gebruikt geen callback-functie.

Hoe asynchroon programmeren werkt

Bij asynchroon programmeren dienen apps verzoeken en antwoorden met behulp van een niet-blokkerend invoer- en uitvoerprotocol (I / O). In tegenstelling tot synchroon programmeren, voert een asynchroon programma bewerkingen niet hiërarchisch uit. Het programma wacht dus niet op de uitvoering van een verzoek voordat het met een ander reageert.

In wezen voert het verzoeken tegelijkertijd uit, zelfs als ze zich in verschillende functies bevinden. Als gevolg hiervan laadt een applicatie die is ontwikkeld met asynchrone programmering de volledige inhoud slechts één keer.

Een enkele thread behandelt meerdere verzoeken in een gebeurtenislus. Het mislukken van het ene verzoek heeft dus geen invloed op het andere.

Omdat asynchroon laden niet-blokkerend is, kunnen webapps die volgens dit principe werken, uiteindelijk applicaties met één pagina worden.

In tegenstelling tot synchroon programmeren, verzendt een functie het formulier na het invullen en verzenden asynchroon zonder de andere velden of de volledige gebruikersinterface te vergrendelen. Daarom kunt u andere formuliervelden bijwerken en meer verzoeken indienen via de webapp terwijl een indiening aan de gang is.

U hoeft dus niet op verzoeken te wachten, aangezien ze allemaal in één lus worden uitgevoerd. Dus, in tegenstelling tot synchrone applicaties, bieden asynchrone apps een betere gebruikerservaring en zijn ze even snel.

Verwant: Meerdere versies van Node.js op Linux installeren en beheren

Hier is een voorbeeld van hoe een asynchrone code eruitziet in node.js:

var fs = vereisen ('fs');
fs.readFile ('text.txt', function (err, data) {
if (err) {
console.log ('Sorry, er is een fout opgetreden');
}
setTimeout (() => {
console.log (data.toString ())
}, 1000);
});
setTimeout (() => {
console.log ('Hallo wereld, ik blokkeer geen andere threads ...')
}, 500
);

In tegenstelling tot de vorige synchrone methode, gebruikt de bovenstaande asynchrone code een callback-functie om foutmeldingen aan te passen.

Taalondersteuning voor synchroon en asynchroon programmeren

De meeste server-side talen zoals Python, C #, Java en PHP voeren code afhankelijk uit, dus het slagen van één regel of een heel blok hangt af van het succes van degene die eraan voorafgaat. Dit betekent dat ze standaard allemaal synchroon zijn.

Hoewel de meeste van deze server-side talen nu asynchrone oproepen met recente verbeteringen ondersteunen, is geen van deze standaard asynchroon.

Verwant: Hoe u de juiste taal voor webprogrammering kiest

Node.js, een opmerkelijk JavaScript-framework aan de serverzijde, is een voorbeeld van een single-threaded runtime die asynchroon programmeren ondersteunt. Async / Await-taken zijn nu ook mogelijk met C #.

Voors en tegens van synchroon en asynchroon programmeren

Hoewel je misschien denkt dat asynchroon programmeren hier wint, hebben beide methoden hun voor- en nadelen. Het gebruik van een van beide hangt dus af van uw voorkeur of het aanwezige probleem.

Ze zijn echter allebei op verschillende manieren beter dan elkaar. Laten we eens kijken naar de voor- en nadelen van elk van deze programmeermethoden.

Voordelen van asynchroon programmeren

• Alle scripts worden een voor een geladen. Dit staat gelijk aan snelheid, reactievermogen en een betere gebruikerservaring.
• Het elimineert vertragingen bij het laden van pagina's. Het is dus niet nodig om de volgende pagina te vernieuwen tijdens het uitvoeren van nieuwe verzoeken.
• U kunt meerdere functies tegelijk gebruiken, zelfs als andere verzoeken nog actief zijn.
• Asynchrone apps zijn zeer schaalbaar en hebben weinig resources nodig om te werken.
• Zelfs als een verzoek traag reageert, heeft dit geen invloed op de responstijd van anderen.
• Het falen van een thread weerhoudt de anderen er niet van om te renderen.
• Met ingebouwde callbacks kunt u foutmeldingen aanpassen.

Nadelen van asynchroon programmeren

• Het vereist veel callbacks en recursieve functies die lastig kunnen zijn tijdens de ontwikkeling.
• Als callbacks niet effectief worden gebruikt, kan een gebruiker op geen enkele manier weten of een verzoek mislukt of niet, vooral niet tijdens het doen van POST-verzoeken.
• Latentie bij het renderen van de eerste pagina kan uw ervaring beïnvloeden.
• Webapps die asynchroon laden gebruiken, kunnen moeilijk te doorzoeken zijn voor zoekmachines zoals Google en Bing.
• Asynchrone scripting kan in sommige programmeertalen moeilijk te implementeren zijn.
• Code kan rommelig worden en moeilijk te debuggen.

Voordelen van synchroon programmeren

• Het vereist minder codeerkennis en wordt ondersteund door alle programmeertalen.
• Zelfs als er geen aangepaste callbacks zijn voor mislukte verzoeken, is het meteen duidelijk voor u, aangezien de client (browser) dergelijke fouten standaard afhandelt.
• Het is beter voor het uitvoeren van CPU-taken.
• Zoekmachines vinden synchrone webpagina's gemakkelijker te doorzoeken.
• Ideaal voor het doen van eenvoudige verzoeken.

Nadelen van synchroon programmeren

• De laadtijd kan langzaam zijn.
• Er zijn geen ingebouwde callback-methoden.
• Wanneer een thread is vergrendeld, worden andere ook geblokkeerd.
• Het onvermogen om meerdere bewerkingen tegelijk uit te voeren, kan de gebruikerservaring verminderen.
• Zodra een verzoek mislukt, reageert het hele programma ook niet meer.
• Er kan een enorme hoeveelheid middelen nodig zijn om meer threads af te handelen als verzoeken overweldigend worden.

Synchroon of asynchroon programmeren: wat is beter?

Hoewel synchroon programmeren traag kan zijn en asynchrone scripting snel toeslaat, is het belangrijk om de juiste methode voor elk scenario te herkennen. Soms werken ze zelfs samen.

Backend-bewerkingen zoals CRUD (maken, lezen, bijwerken en verwijderen) zijn standaard synchroon. Maar u kunt er ook voor kiezen om CRUD-bewerkingen asynchroon uit te voeren. U hoeft alleen uw frontend-script aan te passen om verbinding te maken met uw backend-code. U kunt bijvoorbeeld gegevens uit de database synchroon weergeven. Vervolgens kunt u het aan gebruikers presenteren met asynchrone scripts.

Bovendien is het gebruik van asynchrone programmering om eenvoudige frontend-apps te bouwen of CPU-bewerkingen uit te voeren waarvoor minder bronnen nodig zijn, misschien niet ideaal.

Front-end vs. Back-end webontwikkeling: welk pad is geschikt voor u?

Webontwikkeling leren is een geweldige manier om codering te begrijpen, maar waar moet je beginnen: front-end of back-end webontwikkeling?

Lees Volgende

Over de auteur