在API调用中，同步（Synchronous）和异步（Asynchronous）是描述操作执行方式的核心概念，决定了调用方（通常是应用程序）在发起操作后如何等待结果，直接影响程序的性能和响应性。

核心定义

同步 API：调用后，发起操作的线程会阻塞（暂停执行），直到操作完全完成（成功或失败）才返回结果，继续执行后续代码。
通俗点讲就是：“只能等这一步操作做完，我才能往下”。
异步 API：调用后，操作会在后台（由系统或其他线程）执行，函数立即返回，发起操作的线程可以继续执行其他任务；操作完成后，通过预设的机制（如事件、回调函数）通知调用方结果。
通俗点讲就是：“这一步操作你先做着，我去忙别的，做完了记得通知我”。

关键区别与特定

维度 同步 API 异步 API
线程行为 | 调用线程阻塞，直到操作完成 | 调用线程不阻塞，立即返回，可继续执行其他任务
执行效率 | 单任务场景简单直接，但高并发时阻塞会浪费线程资源 | 不阻塞线程，适合高并发，资源利用率更高
复杂度 | 逻辑简单，无需处理 “操作未完成” 的中间状态 | 逻辑复杂，需处理 “操作发起后、完成前” 的状态，以及结果通知机制
结果获取时机 | 函数返回时直接获取结果 | 操作完成后通过通知机制（如事件、回调）获取结果

结合Windows API的示例

以WriteFile函数为例：
1. 同步模式（lpOverlapped = NULL）

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// 同步写入：调用后线程阻塞，直到写入完成
DWORD bytesWritten;
BOOL success = WriteFile(
    hFile,         // 文件句柄
    data,          // 待写入数据
    dataSize,      // 写入字节数
    &bytesWritten, // 接收实际写入字节数
    NULL           // 同步模式：lpOverlapped为NULL
);
// 代码执行到这里时，写入操作已完成（成功或失败）
if (success) {
    printf("写入完成，共写入 %d 字节\n", bytesWritten);
}

线程在WriteFile调用期间 “暂停”，直到数据写入完成（可能是几毫秒到几秒，取决于数据量和设备速度）。
适合场景：简单的小文件写入、对响应速度要求不高的单任务场景。

异步模式（lpOverlapped 为有效结构体）

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// 1. 初始化OVERLAPPED结构体（含事件通知）
OVERLAPPED ov = {0};
ov.hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL); // 创建事件对象

// 2. 异步写入：调用后立即返回，写入在后台执行
BOOL success = WriteFile(
    hFile,         // 文件句柄（需以FILE_FLAG_OVERLAPPED打开）
    data,          // 待写入数据
    dataSize,      // 写入字节数
    NULL,          // 异步模式：忽略此参数
    &ov            // 传入OVERLAPPED结构体
);

// 3. 调用后线程不阻塞，可立即执行其他任务（如处理UI、接收其他请求）
printf("写入操作已发起，继续处理其他任务...\n");

// 4. 等待操作完成（通过事件通知）
WaitForSingleObject(ov.hEvent, INFINITE); // 等待事件变为“有信号”

// 5. 获取实际写入字节数
DWORD bytesWritten;
GetOverlappedResult(hFile, &ov, &bytesWritten, FALSE);
printf("异步写入完成，共写入 %d 字节\n", bytesWritten);

WriteFile调用后立即返回，线程可以继续执行其他逻辑；写入操作在后台完成后，ov.hEvent事件被激活，通过WaitForSingleObject或完成端口等机制感知结果。
适合场景：高并发服务器（如同时处理上千个文件写入请求）、UI 程序（避免界面卡顿）。

异步API的通知机制

事件对象（Event）：如上述 OVERLAPPED.hEvent，操作完成后事件变为 “有信号”，调用方通过WaitForSingleObject等待。
回调函数（Callback）：API 允许传入一个函数指针，操作完成后系统自动调用该函数（如WriteFileEx的lpCompletionRoutine）。
I/O 完成端口（Completion Port）：Windows高并发场景的最优选择，多个异步操作的结果统一通过一个端口通知，减少线程切换开销。