什么是并发，并行
Posted on Wed, 25 Dec 2024 10:34:44 +0800 by LiangMingJian
什么是并发
并发（Concurrent），在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行。并发是会抢占资源的。
什么是并行
并行（Parallel），当系统有一个以上CPU时，可以让一个CPU执行一个进程，另一个CPU执行另一个进程，两个进程互不抢占CPU资源，可以同时进行，这种方式称之为并行，决定并行的因素不是CPU的数量，而是CPU的核心数量，比如一个CPU多个核也可以并行。并行是不会抢占资源的。
并行和并发的区别
- 并发，指的是多个事情，在同一时间段内同时发生了
- 并行，指的是多个事情，在同一时间点上同时发生了
- 并发的多个任务之间是互相抢占资源的
- 并行的多个任务之间是不互相抢占资源的
- 并发是一个处理器多条等待队列
- 并行是多个处理器多条等待队列
并发的两种情况
- 一种是严格意义上的并发，即所有的用户在同一时间点做同一件事或操作，这种操作一般指做同一类型的业务。比如，所有用户同一时刻做并发登陆，同一时刻做表单提交。
- 另外一种并发是广义范围的并发，这种并发与前一种并发的区别是，尽管多个用户对系统发出了请求或者进行了操作，但是这些请求或都操作可以是相同的，也可以是不同的。比如，在同一时刻有用户在登录，有用户在提交表单
并发编程的性能消耗？
- 在使用多线程时，线程的上下文切换会消耗性能，消耗时间
- 其次是资源限制问题。由于程序的执行速度受限于计算机硬件资源或软件资源。例如，服务器的带宽只有 2Mb/s，某个资源的下载速度是 1Mb/s 每秒，即使系统启动 10 个线程下载资源，下载速度不会变成 10Mb/s，所以在进行并发编程时，要考虑这些资源的限制。硬件资源限制有带宽的上传/下载速度、硬盘读写速度和CPU的处理速度。软件资源限制有数据库的连接数和socket连接数等。
- 对于硬件资源限制，可以考虑使用集群并行执行程序。既然单机的资源有限制，那么就让程序在多机上运行，搭建服务器集群，使用不同的机器处理不同的数据。
- 对于软件资源限制，可以考虑使用资源池将资源复用。比如使用连接池将数据库和Socket连接复用，或者在调用对方 webservice 接口获取数据时，只建立一个连接。
并发编程的优势
在实现网络资源的断点续传时，通过将资源进行切分为不同大小的任务，启动多线程下载。这样即使在网络阻塞时，下载速度的减速效果也没这么明显。这便是多线程的优势，即使一个线程由于网络阻塞被卡住，但可能会有另一个线程正处在慢启动的最终加速阶段，这样总体的下载速度就明显优于单线程。