Was ist die Verbindung zwischen Asynchronität und Multithreading?

Asynchronität ermöglicht es, den Haupt-Thread zu vermeiden, indem er für andere Aufgaben freigegeben wird, während eine langwierige Ein- / Ausgabeoperation oder eine Wartezeit ausgeführt wird. Multithreading hingegen ermöglicht die gleichzeitige Ausführung mehrerer Aufgaben, indem sie auf verschiedene Ausführungsthreads verteilt werden.

Der Zusammenhang besteht darin, dass asynchrone Operationen oft unter Verwendung eines Thread-Pools implementiert werden. Wenn eine asynchrone Operation auf ihre Fertigstellung wartet (z. B. auf eine Antwort von einem Webserver), kann ein Thread aus dem Pool vorübergehend freigegeben und für andere Aufgaben verwendet werden, und nach Abschluss der Operation wird das Ergebnis in einem freien Thread verarbeitet, der oft zum Kontext des Haupt-Threads zurückkehrt.

Wichtige Punkte:

• Asynchronität - ist eine Methode der Code-Organisation, bei der langwierige Operationen die Ausführung nicht blockieren, sondern im Hintergrund fortgesetzt werden.
• Multithreading - ist die Fähigkeit, mehrere Operationen gleichzeitig auszuführen, indem mehrere Threads verwendet werden.
• Asynchronität nutzt oft Multithreading für ihren Arbeitsmechanismus, aber es ist nicht dasselbe. Man kann eine Multithread-Anwendung ohne Asynchronität haben (blockierende Operationen in verschiedenen Threads) und asynchrone Operationen, die nicht immer einen neuen physischen Thread starten (z. B. bei Verwendung von IOCP - Input/Output Completion Ports).

Beispiel:

// Beispiel für eine asynchrone Operation in C#
public async Task<string> DownloadStringAsync(string url)
{
    // HttpClient führt asynchrone Operationen aus
    using var client = new HttpClient();
    // Die Methode GetStringAsync blockiert den aufrufenden Thread nicht während des Wartens auf die Antwort
    string result = await client.GetStringAsync(url);
    return result;
}