Что такое синхронность в информатике
Синхронизация (информатика)
Синхронизация (от др.-греч. σύγχρονος — одновременный) в информатике обозначает одно из двух: синхронизацию процессов, либо синхронизацию данных.
Синхронизация процессов — приведение двух или нескольких процессов к такому их протеканию, когда определённые стадии разных процессов совершаются в определённом порядке, либо одновременно.
Синхронизация необходима в любых случаях, когда параллельно протекающим процессам необходимо взаимодействовать. Для её организации используются средства межпроцессного взаимодействия. Среди наиболее часто используемых средств — сигналы и сообщения, семафоры и мьютексы, каналы (англ. pipe ), совместно используемая память.
Синхронизация данных — ликвидация различий между двумя копиями данных. Предполагается, что ранее эти копии были одинаковы, а затем одна из них, либо обе были независимо изменены.
Способ синхронизации данных зависит от делаемых дополнительных предположений. Главной проблемой тут является то, что независимо сделанные изменения могут быть несовместимы друг с другом (так называемый «конфликт правок»), и даже теоретически не существует общего способа разрешения подобных ситуаций.
Тем не менее, есть ряд частных способов, применимых в тех или иных случаях:
Одним из механизмов синхронизации данных является репликация, которая в частности находит применение для синхронизации содержимого баз данных.
Синхронизация (информатика)
Синхронизация процессов — это механизм, позволяющий обеспечить целостность какого-либо ресурса (файл, данные в памяти), когда он используется несколькими процессами или потоками в случайном порядке. Для синхронизации процессов и потоков используются семафоры, мьютексы и критические секции. Альтернативой синхронизации может служить модель акторов или транзакционная память. Синхронизация данных — ликвидация различий между двумя копиями данных. Предполагается, что ранее эти копии были одинаковы, а затем одна из них, либо обе были независимо изменены.
Способ синхронизации данных зависит от делаемых дополнительных предположений. Главной проблемой тут является то, что независимо сделанные изменения могут быть несовместимы друг с другом (так называемый «конфликт правок»), и даже теоретически не существует общего способа разрешения подобных ситуаций.
Тем не менее, есть ряд частных способов, применимых в тех или иных случаях:
* Наиболее простой способ: предполагают, что изменения вносились лишь в одну из копий — «рабочую» — и другая копия просто перезаписывается её содержимым. Этот способ реализуют большинство приложений синхронизации; в силу необратимости делаемых изменений пользователю даётся выбор, какую копию считать «главной».
* Если данные представляют собой набор независимых записей (то есть любое сочетание записей является корректным — это, напр., телефонная книга), то можно просто объединить множества записей. Это ликвидирует риск потери информации, но чтобы удалить запись из набора, этот способ приходится сочетать с первым.
Обрабатывать конфликты правок: автоматически (если возможно), иначе — вручную. Этот, наиболее общий способ применяется только если указанные выше упрощённые недопустимы — например, в системах контроля версий. Так, CVS при обнаружении двух независимых изменений объявляет о «конфликте» и либо (в простых случаях) разрешает его автоматически, либо предоставляет пользователю разрешить его вручную. В этих случаях конфликтов стараются просто избегать — например, распределением областей компетенции.Одним из механизмов синхронизации данных является репликация, которая в частности находит применение для синхронизации содержимого баз данных.
Синхронизация передачи данных — процесс, при котором приемник синхронизируется с передатчиком в процессе передачи цифровых данных.
Синхронность и асинхронность процессов
Мир может многому научиться у программистов. Он и так учится, только не тому и не так. Например, взял процессы и алгоритмы, но не заметил такого подхода, как асинхронность.
Любому программисту понятно, что такое синхронность и асинхронность. Вот насколько это понятно программисту, настолько это непонятно и обычным разработчикам процессов.
Синхронные действия процесса – те, которые выполняются в основном потоке, в рамках одного экземпляра процесса. Ключевое отличие синхронного режима: следующее действие начинается только тогда, когда завершено предыдущее. Соответственно, пока одно действие не завершено, процесс стоит колом.
Асинхронные действия – те, которые выполняются параллельно основному потоку, либо в том же экземпляре процесса, либо вообще в другом процессе. Ключевое отличие асинхронного режима: параллельное выполнение двух и более ветвей процесса.
Синхронные процессы, как и программы, писать и отлаживать намного проще, поэтому такой подход к конструированию процесса очень сильно распространен. С асинхронностью надо много возиться, особенно – с обозначением точек перехода в параллельное выполнение и возврата обратно, в русло основного процесса. В жизни ведь нет промисов.
Например, тот же процесс закупок по заявке. Рисуется стандартно, как последовательность действий: появилась заявка, снабженец выбирает поставщика, запрашивает сроки и стоимость, согласует с продавцом или отделом внутреннего контроля, формирует заказ поставщику, запрашивает в юридическом отделе или в бухгалтерии оценку контрагента, создает заявку на оплату, ждет этой оплаты, отслеживает заказ, потом организует или отслеживает оприходование на складе, чтобы, в конце концов, закрыть заявку. Процесс полностью синхронен.
Теперь представим – в нашей информационной системе не подключен сервис оценки поставщиков. Значит, юридическому отделу нужно собирать информацию из открытых источников. Значит, на выполнение оценки требуется время. С учетом очереди заявок к юристам, пройдет дня три.
Что в это время будет с процессом? Согласно синхронной логике, он будет стоять колом. Снабженец, будучи верным элементом системы, и пальцем не пошевелит, пока не получит оценку поставщика – особенно, если предусмотрены санкции за работу с непроверенными контрагентами.
Можем мы здесь добавить асинхронности? Конечно. В тот момент, когда снабженец выбрал поставщика, он может отправить заявку на оценку контрагента в юридический отдел, а сам пока будет вести переговоры, согласовывать цены и сроки. К тому моменту, когда он будет готов разместить заказ, и оценка подоспеет. Процесс закончится раньше на три дня.
Конечно, юристы могут возмутиться – чего это мы будем оценивать поставщика, если вы там еще четко не решили, будете ли у него заказывать? Что им ответить?
Решение напрашивается само собой, выше мы его уже обозначили – подключить сервис оценки поставщиков. Теперь мы еще лучше понимаем, зачем оно нужно – для придания асинхронности и ускорения процесса. Хотя, сервис, наверное, будет как раз синхронным. Как думаете?
Если сервис не подключать, то можно оправдать такую оценку работой «впрок». Если в вашей информационной системе есть куда записать данные оценки, то в следующий раз, когда возникнет потребность в работе с этим поставщиком, обращаться в юридический отдел уже не придется. Конечно, у оценки есть срок годности, но в некоторых разумных пределах ей пользоваться можно.
В асинхронности обычно пугает отсутствие гарантий, то есть риск негативного результата в одной из параллельных ветвей процесса. Что делать, если согласование закончится неудачей?
Тут нужна статистика. Если вы работаете с существующим процессом, то примерно, или точно, представляете себе, как часто определенные действия заканчиваются негативно – например, согласования. Вот из этой вероятности и стоит исходить, запуская параллельное выполнение.
Асинхронность прям напрашивается во все процессы согласования. Если там работать только по синхронному режиму, да еще и идти на поводу у согласующих, то выстраиваются длинные, взаимозависимые цепочки, порождающие бюрократию и круговую поруку.
Типичный пример: «я буду согласовывать только после того, как согласует вот он». Или «я посмотрю на этот договор только после финансистов». Хотя, если верить статистике и здравому смыслу, подобные постановки не имеют под собой оснований, и являются лишь способом переложить ответственность.
Тут главное – не переживать, и не браться за все сразу. Попробуйте выделить в асинхронный режим сначала одну ветвь согласования. Возможно, потребуется пересмотреть задание, параметры согласования – так, чтобы исключить взаимозависимость.
Например, пусть финансовый отдел, стоящий в цепочке согласования договора, смотрит только на условия оплаты. Пусть у него будут свои, понятные критерии оценки. Лучше, если они будут формализованы в виде типового договора – например, 100% постоплата для поставщиков, 100 % предоплата для покупателей. В таком случае договоры, удовлетворяющие критериям, будут проскакивать на раз. И у финансистов не останется повода ждать оценки от тех же юристов.
Единственное, что важно: асинхронные процессы очень сложно реализовать без автоматизации. Если процессы, их исполнение и отслеживание реализованы только на бумаге, то добавление параллельных ветвей превратит их в хаос. Нужна автоматизация.
Лучше всего для такой автоматизации подходит принцип «Автозадачи». Хотя, можно обойтись и стандартными средствами рисования процессов, которые есть в современных платформах, только придется повозиться.
Стандартные «рисовалки» процессов потребуют от вас обозначить весь процесс, все ветви и взаимосвязи. Если процесс сложный и длинный, то вы столкнетесь с проблемой – он банально перестанет влезать на экран, в ширину. Если вы учились в институте на программиста, то помните такое правило оформления алгоритмов: не более трех параллельных вертикальных ветвей. Правило придумано не просто так – если ветвей будет больше, понять схему алгоритма будет проблематично.
Автозадачи от этой проблемы избавляют – там изображения процесса нет вообще, т.к. отсутствует такая сущность – процесс. Есть задачи. Если очень хочется, можно из них собрать процесс. Но не наоборот. Эдакий дедуктивный метод рисования процессов.
Кроме асинхронности, есть еще более мощный метод оптимизации – буферизация процессов. О нем – в другой раз.
Синхронное и асинхронное
По загадочным причинам, в сфере вычислительной техники слово «асинхронный» означает «синхронный». Например, «асинхронный запрос» — это когда синхронно (т. е. одновременно) с ним может выполняться другой. А вот если синхронность в выполнении отсутствует, и запросы выполняются последовательно друг за другом, то их с какого-то бодуна называют «синхронными».
Бывает, сделаешь страничку, а медленный скрипт блокирует её загрузку. Дописываешь в нужное место параметр async — и проблема решена, теперь страница и скрипт грузятся синхронно! У вас не взрывается от этого мозг?
Дизайнер никогда не поймет логику программиста, и наоборот.
(Ну Чикуёнок разве что)
Илья, отдельное уважение (который раз) за имя и имейл, которые всегда в полях имени и имейла сохраняются.
Нет. Просто у программистов иная точка отсчета что называть синхронным и асинхронным
Значение слова в словаре посмотреть перед тем, как точку отсчёта устанавливать — не вариант?
Дмитрий, не понял тебя.
Кто станет объяснять «почему это так и не могло быть иначе» — тот программист! А мне понравился новый взгляд на привычные вещи 🙂
Это как бы зависит от позиции наблюдателя. Программу у нас вроде компьютер выполняет, а не человек, поэтому с точки зрения программы что-то асинхронное — это то, что не блокирует дальнейшее выполнение программы.
Я конечно понимаю, что одновременность — понятие относительное, но какое релятивистские эффекты имеют отношение к этому вопросу — для меня загадка.
У меня когда-то взрывался, потом я понял, что «асинхронно» проистекает из цифровой электроники и значит «не подчиняющийся генератору синхроимпульсов», и успокоился.
Ни от каких точек зрения или технического образования это не зависит. Синхронное исполнение музыкальных партий (к примеру) и параллельное — не одно и то же. Кому как не дискжокею это знать.
Вообще похоже на троллинг в духе «опенсоса» в день программиста))
Синхронные процессы — это не просто процессы, происходящие одновременно. Это ещё и процессы, каким-либо образом _связанные_ между собой, _синхронизированные_ по некоторым ключевым точкам.
Википедия сообщает нам: «In computer science, especially parallel computing, synchronization refers to the coordination of simultaneous threads or processes to complete a task; in order to obtain correct runtime order and avoid unexpected race conditions».
Аяксовый запрос нельзя проконтролировать. Есть только две точки, к которым возможно привязаться: начало запроса и его конец (успешный или неуспешный). Поэтому синхронизировать аяксовый запрос и основной процесс значит запустить аяксовый запрос, дойти в основном процессе до точки X и ждать, пока аяксовый запрос не дойдёт до точки своего окончания. Точка Х синхронизируется, оказывается одновременной с точкой окончания аяксового запроса.
А вот если отцепить аяксовый запрос, не делать никаких привязок к моменту его завершения, а только указать, чтобы он по завершению вызывал (синхронно для _себя_) некий обработчик события, тогда как основной процесс будет выполняться неизвестно с какой скоростью и неизвестно в какой точке будет находиться на момент окончания аяксового запроса — тогда это получится асинхронность, потому что процессы не синхронизированы.
Значение слова «синхронизация»
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
Синхронизация фотовспышки в фототехнике — процесс обеспечения своевременного освещения и равномерного экспонирования ккадра
СИНХРОНИЗА’ЦИЯ, и, мн. нет, ж. (науч., тех.). Действие по глаг. синхронизировать. С. в звуковом кино (согласование во времени изображения на экране с звуками, сопровождающими изображение).
Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
синхрониза́ция
1. процесс приведения к одному значению одного или нескольких параметров разных объектов ◆ В таком виде сигнал подается к схеме цикловой синхронизации, где распознается цикловый синхросигнал, используемый для синхронизации входного сигнала с внутренним сигналом установки цикла АТС. Гольдштейн Б.С., «Системы коммутации», 2004 г.
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: утолщение — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
Ассоциации к слову «синхронизация»
Синонимы к слову «синхронизация»
Предложения со словом «синхронизация»
Сочетаемость слова «синхронизация»
Какой бывает «синхронизация»
Понятия, связанные со словом «синхронизация»
В информатике бу́фер (англ. buffer), мн. ч. бу́феры — это область памяти, используемая для временного хранения данных при вводе или выводе. Обмен данными (ввод и вывод) может происходить как с внешними устройствами, так и с процессами в пределах компьютера. Буферы могут быть реализованы в аппаратном или программном обеспечении, но подавляющее большинство буферов реализуется в программном обеспечении. Буферы используются, когда существует разница между скоростью получения данных и скоростью их обработки.
Mультипле́ксор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.
Отправить комментарий
Дополнительно
Предложения со словом «синхронизация»
Чем лучше навыки, тем легче происходит синхронизация процессов.
В процессе синхронизации принятых и отправленных пакетов протоколы сеансового уровня отслеживают недостающие данные и передают их заново.
Многие люди не особенно преуспевают в синхронизации действий и видения, в согласовании идей и исполнения.