理解并发和并行

目录

• 1. 逻辑控制流
• 2. 并发和并行的解释

1. 逻辑控制流

程序的指令执行的一系列逻辑控制流程，就叫做逻辑控制流，或者简称逻辑流。

如下图，一个运行着三个进程的系统，处理器的一个物理控制流程被分成三个逻辑流，每个进程一个。三个逻辑流的执行是交错的。进程A运行了一会儿，然后是进程B开始运行到完成。然后进程C运行了一回儿，进程A接着运行直到完成。最后，进程C可以运行到结束了。

进程是轮流使用处理器的。每个进程执行它的流的一部分，然后被抢占（暂时挂起），然后轮到其他进程。

2. 并发和并行的解释

一个逻辑流的执行在时间上与另一个流重叠，成为并发流，这两个流被称为并发地运行。更准确地说，流X和Y互相并发，当且仅当X在Y开始之后和Y结束之前开始，或者Y在X开始之后和X结束之前开始。

如上图中，进程A和B并发地运行，A和C也一样。但是B和C没有并发地运行，因为B的最后一条指令在C的第一条指令之前执行。所以，多个流并发地执行的一般现象被称为并发（concurrency）。

一个进程和其他进程轮流运行的概念称为多任务（multitasking）。一个进程执行它的控制流的一部分的每一时间段叫做时间片（time slice）。因此，多任务也叫做时间分片（time slicing）。

并发流的思想与流运行的处理器核数或者计算机数无关。如果两个流在时间上重叠，那么他们就是并发的，即使它们是运行在同一个处理器上。

另一方面，并行流是并发流的一个真子集。如果两个流并发地运行在不同的处理器核或者计算机上，那么我们称他们为并行流，他们并行地运行（running in parallel），且并行地执行(parallel execution)。所以，多个流并发地在多个处理器核上执行的现象称为并行（parallel）。