串行、并行与并发的理解

串行、并行与并发的理解

标签（空格分隔）： 串行 并行 并发

---

1 串行和并行

串行是大家排队一个一个来，并行是大家一起上。

2 并发和并行

概念非常相似，难以区分。分别体现在两个方面。

• 并发(Concurrency)，体现在（1）单个处理器；（2）逻辑上同步运行。
• 并行(Parallelism)，体现在（1）多处理器，多核心；（2）物理上同步运行。

2.1 并行的理解

并行，是真正的同时运行--在同一个时刻多个任务同时执行。例如多核处理器上，有多个线程同时执行同一段代码。单核处理器无法在同一时刻执行多个任务，因此无法并行。

2.2 并发的理解

并发有两种描述，一种是形容多个任务的执行状态；另一种是对“并发性”的简称。

2.2.1 多任务执行状态

因为处理器处理特别快，看上去像同步执行。

• 两个或者多个任务可以在某个重叠的时间段中启动、运行、完成。
• 并行（多个线程同时执行）一定是并发，两者是包含关系。

3个线程由一个CPU交替执行（并发）。

3个线程同时由多个CPU执行（并行且并发）。

2.2.2 “并发性”的简称

程序的部分可以无序或者同时执行，且不影响最终的执行结果，表示程序具有并发性。

“并发性”在不同核心数计算机上有着不同的表现。对于多核CPU，可以做到真实的同时运行，即并行；对于单核CPU，可以通过多个线程切换时间片交替运行，实现并发。

2.3 是什么让并发和并行成为了可能

1. CPU的升级。单核CPU一次只能处理一条指令，基于此增加核心数，多线程处理任务，提高效率。
2. 操作系统的升级。单核CPU可以通过抢占式调度实现多个线程的切换；多线程如何分配核心是有操作系统来决定，开发人员只需要创建并运行多个线程。
3. 编程语言的升级--支持多线程。