论并行，并发，同步，异步之间的联系与区别

前言

前段时间和一些网友大佬讨论异步，并发之类专业名词的区别，具体的实现，收获颇多，于是决定写下这篇博客作记录。

下面我们将其两两分类进行讨论。

并行/并发(Parallelism/Concurrency)

这里借用GPT搜索的回答

并行：并行是指在同一时刻执行多个操作。并行通常需要多个线程或进程来实现。

并发：并发是指在一段时间内执行多个操作。并发操作通常是由单个线程或进程中实现的，荣国时间片轮转等机制来实现多个操作的交替。

 如图所示。

并行是通过多核cpu的核心，创建多个线程，同时间执行多个任务。

并发是通过将cpu单个核心的使用按时间片来划分，交替给不同的任务执行，以达到同事执行多个任务的目的。

他们的相同点是，并行与并发都是为了提高系统吞吐量，响应速度，可靠性，提升cpu利用率而提出的技术。

在c#中可以使用Thread类创建线程来达到并行。

// 创建一个新线程
using System.Diagnostics;
Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(DoWork));
// 创建一个新线程
Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(DoWork));
Console.WriteLine(Process.GetCurrentProcess().Threads.Count);//输出当前运行的线程数
// 启动线程
t1.Start();
Console.WriteLine(Process.GetCurrentProcess().Threads.Count);//输出当前运行的线程数
t2.Start();
Console.WriteLine(Process.GetCurrentProcess().Threads.Count);//输出当前运行的线程数
// 等待线程结束
t1.Join();
t2.Join();
Console.WriteLine("Main thread exiting.");
static void DoWork()
{
    Console.WriteLine("Worker thread started.");

    Thread.Sleep(2000);//模拟线程要执行的任务耗时2秒

    Console.WriteLine("Worker thread exiting.");
}

同步/异步(Synchronous/Asynchronous)

同样是借用GPT搜索的回答

同步：同步是指在执行某个操作时，必须等待该操作完成后才能继续执行下一个操作。同步操作通常是阻塞的，即在执行操作期间，程序会一直等待，知道操作完成为止。

异步：异步是指在执行某个操作时，不必等待该操作完成就可以继续执行下一步操作。异步操作通常是非阻塞的，即在执行操作其间，程序可以继续执行其他操作。

上面两句话其实非常好理解，我们借用微软官方文档做早餐的例子。假设一个人做早餐需要三步，第一步准备餐具，耗时五分钟，第二步煮咖啡，耗时十分钟，第三步烤面包，耗时十分钟。

在同步的模式下，由于线程是阻塞的，我们必须等待上一步操作完成才能继续下一步操作，那么我们的做早餐的步骤为准备餐具->煮咖啡->烤面包，总共耗时二十五分钟。

而我们知道，在现实生活中，准备完餐具之后，煮咖啡和烤面包两件事是可以同事进行的。

此时便是异步的模式，因为不会阻塞线程，程序运行至异步方法时会直接返回进行下一步操作，那么我们做早餐的步骤为准备餐具->煮咖啡，同时烤面包，总共耗时十五分钟。

在c#中，主要使用async await关键字及Task类来进行异步编程

同步代码：

var datetime1= new DateTimeOffset(DateTime.UtcNow).ToUnixTimeSeconds();//获取当前时间戳
await PrepareTableware();//准备餐具
await MakeCoffee();//煮咖啡
await Toast();//烤面包
var datetime2= new DateTimeOffset(DateTime.UtcNow).ToUnixTimeSeconds();
Console.WriteLine("任务总耗时（单位秒）:"+(datetime2-datetime1));

//准备餐具
async Task PrepareTableware()
{
    var obj = 1000;
    await Task.Delay(obj);//模拟准备餐具耗时
}

//煮咖啡
async Task MakeCoffee()
{
    var obj = 2000;
    await Task.Delay(obj);//模拟煮咖啡耗时
}

//烤面包
async Task Toast()
{
    var obj = 2000;
    await Task.Delay(obj);//模拟烤面包耗时
}

 异步代码：

var datetime1= new DateTimeOffset(DateTime.UtcNow).ToUnixTimeSeconds();//获取当前时间戳
await PrepareTableware();//准备餐具
 var task1=MakeCoffee();//煮咖啡
 var task2=Toast();//烤面包
await Task.WhenAll(task1,task2);
var datetime2= new DateTimeOffset(DateTime.UtcNow).ToUnixTimeSeconds();
Console.WriteLine("任务总耗时（单位秒）:"+(datetime2-datetime1));

//准备餐具
async Task PrepareTableware()
{
    var obj = 1000;
    await Task.Delay(obj);//模拟准备餐具耗时
}

//煮咖啡
async Task MakeCoffee()
{
    var obj = 2000;
    await Task.Delay(obj);//模拟煮咖啡耗时
}

//烤面包
async Task Toast()
{
    var obj = 2000;
    await Task.Delay(obj);//模拟烤面包耗时
}

 后话

在实际的业务开发过程中，数据库查询，文件上下传，远程请求等场景，使用异步编程能有效的提高CPU利用率，提高程序的性能。

使用并行编程，即多线程编程，尤其需要注意线程安全问题，否则一旦线程死锁，程序就会崩溃。

以上便是个人对与同步，异步，并发，并行等概念一些粗浅的理解，如果有错误，欢迎大家指出。