Kāda ir atšķirība starp asinhronumu un daudzprocesu?

Asinhronitāte un daudzvadu izpilde ir divi pieejas paralēlu uzdevumu veikšanai.

• Daudzvadu izpilde (multithreading) ietver vairāku pavedienu izveidi un izpildi vienā procesā. Pavedieni tiek izpildīti paralēli (uz daudzkodolu sistēmām) vai pseudoparalēli (uz vienkodolu sistēmām, pārslēdzoties starp kontekstu). Piemērots CPU intensīviem uzdevumiem.

  import threading
  import time
  
  def task(name):
      # Darba imitācija
      time.sleep(1)
      print(f"Pavediens {name} pabeigts")
  
  pavedieni = []
  for i in range(3):
      paved = threading.Thread(target=task, args=(i,))
      pavedieni.append(paved)
      paved.start() # Pavediena palaišana
  
  for paved in pavedieni:
      paved.join() # Gaida pavediena pabeigšanu
  
  print("Visi pavedieni pabeigti")
  

• Asinhronitāte (asynchronous) ir balstīta uz viena pavediena izmantošanu (vai nelielu skaitu pavedienu) ar notikumu orientētu arhitektūru. Tā vietā, lai gaidītu bloķējošu operāciju (piemēram, ievadi-izvadi), uzdevums "nodod" vadību, ļaujot citiem uzdevumiem darboties, un "turpina" pēc operācijas pabeigšanas. Piemērots I/O ierobežotiem uzdevumiem.

  import asyncio
  import time
  
  async def async_task(name):
      # Asinhrona bloķējoša operācija (piemēram, tīkla pieprasījums)
      await asyncio.sleep(1)
      print(f"Asinhrona uzdevums {name} pabeigts")
  
  async def main():
      uzdevumi = []
      for i in range(3):
          uzdevums = asyncio.create_task(async_task(i))
          uzdevumi.append(uzdevums)
  
      await asyncio.gather(*uzdevumi) # Gaida asinhrono uzdevumu pabeigšanu
  
  if __name__ == "__main__":
      asyncio.run(main())
      print("Visi asinhroni uzdevumi pabeigti")
  

Galvenās atšķirības:

Aspekts	Daudzvadu izpilde (Threading)	Asinhronitāte (Asyncio)
Izpilde	Vairāki pavedieni, paralēli vai pseudoparalēli	Parasti viens pavedienis ar pārslēgšanos starp uzdevumiem
Modelis	Balstīts uz OS pavedieniem, izstumjošs daudzuzdevumu režīms	Balstīts uz notikumu ciklu, kooperatīvs daudzuzdevumu režīms
Sarežģītība	Pavedienu pārvaldība, aizslēgumi, GIL (Python)	Korutinu pārvaldība, await/async
Lietošana	CPU ierobežotas uzdevumi	I/O ierobežotas uzdevumi
GIL (Python)	Ierobežo reālo paralelismu CPU ierobežotā kodā	Nav problēmas ar I/O ierobežotiem uzdevumiem