5 phút tìm hiểu về lập trình bất đồng bộ

Lập trình viên thường sử dụng nhiều ngôn ngữ và kỹ thuật để xây dựng ứng dụng, phần mềm và trang web. Một trong những kỹ thuật quan trọng nhất là lập trình bất đồng bộ. Kỹ thuật này cho phép chương trình thực hiện các tác vụ phức tạp mà vẫn phản hồi nhanh chóng với người dùng, mang lại trải nghiệm mượt mà và hiệu quả. Cùng Techie khám phá kiến thức toàn diện về lập trình không đồng bộ trong bài viết dưới đây.

Lập trình bất đồng bộ là gì?

Lập trình bất đồng bộ là một phương pháp lập trình máy tính song song cho phép một tiến trình chạy tách biệt với chức năng chính của chương trình. Sau khi quá trình hoàn tất, nó sẽ truyền đạt thông tin này và có thể ảnh hưởng đến chức năng chính. Lập trình bất đồng bộ thường giúp giảm hoặc tránh thời gian chờ đợi hoặc độ trễ trong lập trình máy tính bằng cách cho phép các quy trình tiếp tục chạy trong nền của ứng dụng chính.

Ví dụ, bạn muốn tìm kiếm hồ sơ khách hàng để xem xét tính chính xác của các báo cáo thanh toán. Bạn muốn truy cập các hóa đơn đã thanh toán từ tháng 1 đến tháng 3. Nếu bạn sử dụng lập trình đồng bộ, bạn sẽ tìm kiếm bản ghi của tháng 1 và truy xuất nó trước khi tìm kiếm hóa đơn từ tháng 2 và tháng 3. Còn với lập trình không đồng bộ, bạn có thể nhập cả ba tháng vào tìm kiếm tham số để truy xuất các biên lai đó. Điều này cho phép bạn hoàn thành cả ba yêu cầu.

Lập trình bất đồng bộ hoạt động như thế nào?

Khi bạn sử dụng lập trình bất đồng bộ, bạn sẽ tạo một vòng lặp sự kiện. Đây là một quá trình chờ đợi và gửi đi các sự kiện hoặc tin nhắn, được gọi là promises trong một chương trình. Là một phần của vòng lặp sự kiện, bạn có thể tạo lệnh gọi lại, cho phép vòng lặp sự kiện cung cấp thông tin từ chương trình đến một đoạn mã khác, thường là chức năng chính của chương trình.

Trong thời gian đó, ứng dụng có thể thực hiện các tác vụ khác trong khi bạn chờ chương trình. Điều này cho phép các tác vụ có khả năng bị đánh thuế có thể chạy mà không buộc người dùng phải chờ hoàn thành. Chờ đợi là một chức năng hoặc hoạt động của nhiều ngôn ngữ lập trình cho phép lập trình không đồng bộ.

So sánh lập trình bất đồng bộ với lập trình đồng bộ

Cả lập trình bất đồng bộ và lập trình đồng bộ đều liên quan đến các khái niệm tương tự trong lĩnh vực lập trình máy tính rộng hơn. Lập trình đồng bộ là khi các tác vụ xảy ra riêng biệt hoặc nối tiếp nhau. Chương trình tạm dừng trong khi hệ thống thực hiện hành động và chỉ phản hồi khi nhận được kết quả. Nó có mô hình đơn luồng, nghĩa là nó chỉ thực hiện một hành động duy nhất tại một thời điểm.

Lập trình bất đồng bộ khác ở chỗ nó cho phép nhiều tác vụ chạy cùng lúc và người lập trình thường có thể quản lý trực tiếp các tác vụ này. Nó cho phép các chương trình tiếp tục chạy ngay cả sau khi bạn bắt đầu một hành động cụ thể.

Lợi ích của lập trình bất đồng bộ

Có một số lợi ích liên quan đến lập trình không đồng bộ, bao gồm:

• Cải thiện trải nghiệm người dùng: Giúp hệ thống chạy hiệu quả hơn, giảm thời gian chờ đợi, điều này thường gây bất tiện cho khách hàng.
• Cải thiện hiệu suất của ứng dụng: Có thể thay đổi giao diện người dùng (UI) của một ứng dụng và giúp khách hàng nhập thông tin thẻ tín dụng của họ để mua hàng dễ dàng hơn đồng thời chỉ định thông tin giao hàng và đặt hàng đồng thời.
• Áp dụng được trong nhiều ngôn ngữ lập trình: Bao gồm Java, JavaScript, Typescript, Dart…
• Cải thiện tốc độ của một chương trình: Vì lập trình không đồng bộ cho phép một chương trình chạy nhiều quy trình cùng một lúc, nên mặc dù chúng có thể mất các khoảng thời gian khác nhau để hoạt động, nhưng điều đó có thể giúp chương trình hoàn thành các quy trình của nó nhanh hơn.
• Quản lý bộ nhớ hiệu quả: Lập trình có thể tìm kiếm dữ liệu trong bộ nhớ, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu, đồng thời thực hiện các chức năng khác, giúp việc quản lý bộ nhớ cho ứng dụng nhanh hơn.

Khi nào nên sử dụng lập trình bất đồng bộ?

Đang tải hoặc tải xuống dữ liệu

Lập trình không đồng bộ có thể giúp tải hoặc tải xuống dữ liệu khi mở, thực thi hoặc lưu ứng dụng. Ví dụ, bạn có thể đăng nhập vào ứng dụng thẻ chấm công kỹ thuật số bằng cách nhấp vào nút bấm giờ. Với lập trình không đồng bộ, thông tin khác có thể tải lên trong khi nhiệm vụ bấm giờ hoàn thành, chẳng hạn như số giờ của bạn cho những ngày trước đó trong tuần hoặc tổng số giờ đã làm việc hàng tháng của bạn.

Chạy các chương trình dài hơn

Lập trình không đồng bộ cho phép hoàn thành nhiều tác vụ cùng một lúc vì ứng dụng không cần phải đợi để hoàn thành từng tác vụ riêng lẻ. Cân nhắc tìm hiểu về .NET framework giúp hỗ trợ triển khai lập trình không đồng bộ. Khung này là một khung phát triển phần mềm nguồn mở mà bạn có thể sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Giảm thiểu thời gian nhàn rỗi

Ví dụ, nếu bạn yêu cầu thông tin từ ba máy chủ khác nhau, lập trình bất đồng bộ sẽ thực hiện các yêu cầu riêng lẻ thay vì đồng thời. Có thể nhận được thông tin nhanh chóng từ máy chủ đầu tiên nhưng lại gặp phải độ trễ với máy chủ thứ hai. Kiểu lập trình này có thể giúp dễ dàng loại bỏ máy chủ thứ hai để lấy dữ liệu bạn yêu cầu từ máy chủ thứ ba bằng cách cho phép bạn chuyển đổi tác vụ để giảm thiểu thời gian nhàn rỗi.

Kết luận

Lập trình bất đồng bộ đã trở thành một phần quan trọng trong việc xây dựng các ứng dụng hiệu quả, nhất là trong các hệ thống đa luồng và đa tác vụ. Bằng cách sử dụng các phương pháp không đồng bộ như các luồng, bất đồng bộ và sự kiện, chúng ta có thể tận dụng tối đa tài nguyên hệ thống và cải thiện hiệu suất ứng dụng.

>> Xem thêm: Lập trình nhúng là gì? Kỹ năng cần có của một kỹ sư lập trình nhúng