并发和并行之间的区别是什么?
当前回答
我认为在这个问题上有两种不同的观点导致了混淆:程序员的观点(并发/并行编程)与计算机/操作系统的观点(并行/并行执行)。
这里回答了计算机的观点。
程序员的观点:
并发编程:程序员编写代码时知道代码将由多个线程执行,无论出于何种原因。原因可能是:在等待I/O时更好地利用CPU,通过不同线程处理Web请求,通过在独立于主线程的线程中运行计算,运行周期性后台任务,使GUI做出响应。程序员必须应用互斥构造、锁定/解锁、等待条件/信号、处理死锁等。多个线程可以在单个处理器/内核上运行(从计算机的角度来看是并发的),也可以在多个内核上运行。
并行编程:程序员知道程序将在具有多个处理器/内核的计算机上运行,并希望利用多个内核。程序员将CPU密集型计算划分为多个子任务,在一个线程中运行每个子任务,一旦线程完成,其结果将合并为总结果(分而治之)。例如,将一些矩阵处理代码划分为并行处理矩阵部分的任务。每个核心将使用子任务执行一个线程(如果线程数大于内核数,则同时执行多个线程)。程序员也必须在这里应用并发的编程构造,但她也关注将任务划分为子任务并合并结果。例如,在Java中,程序员可以使用ParallelStreams来分割数据并自动合并结果。如果程序员知道程序将在单核处理器上执行,那么将CPU密集型任务拆分为多个线程是没有好处的。摘自Doug Leah的《Java并发编程:设计原则和模式》,1999年第2版,第343页:
并行程序专门设计为利用多个CPU来解决计算密集型问题。
其他回答
(我很惊讶这样一个根本问题多年来都没有得到正确和巧妙的解决……)
简而言之,并发性和并行性都是计算的财产。
至于区别,以下是罗伯特·哈珀的解释:
首先要理解的是并行性与并发无关。并发与程序(或其组件)的不确定性组成有关。并行性与具有确定性行为的程序的渐近效率有关。并发是关于管理不可管理的事件:事件的发生是出于我们无法控制的原因,我们必须对此做出反应。用户单击鼠标时,窗口管理器必须做出响应,即使显示需要注意。这种情况本质上是不确定性的,但我们也在确定性设置中采用形式上的不确定性,假装组件以任意顺序发出事件信号,并且我们必须在事件发生时对其作出响应。非确定性组合是一种强大的程序结构思想。另一方面,并行性是关于确定性计算的子组之间的依赖性。其结果毋庸置疑,但有许多方法可以实现,有些方法比其他方法更有效。我们希望充分利用这些机会。
它们可以是程序中的各种正交财产。阅读此博客文章以获取更多插图。这篇文章稍微讨论了编程中组件的差异,比如线程。
注意,线程或多任务都是为更具体的目的服务的计算实现。它们可以与并行性和并发性相关,但不是以一种基本的方式。因此,它们很难成为开始解释的好条目。
还有一个亮点:(物理)“时间”几乎与这里讨论的财产无关。时间只是一种衡量实施的方式,以显示财产的重要性,但远非本质。仔细考虑一下“时间”在时间复杂性中的作用——这或多或少是相似的,即使在这种情况下,度量也往往更重要。
并行编程执行有两种类型:非并行并行编程和并行并行编程(也称为并行)。
关键的区别在于,在人类看来,非并行并发中的线程似乎同时运行,但实际上它们并不运行。在非并行并发中,线程通过时间切片快速切换并轮流使用处理器。虽然并行有多个处理器可用,但多个线程可以同时在不同的处理器上运行。
参考文献:编程语言中的并发简介
并发简单意味着多个任务正在运行(不需要并行)。例如,假设我们在任何时刻都有3个任务:多个任务可能正在运行,或者所有任务可能同时运行。
并行性意味着它们实际上是并行运行的。因此,在这种情况下,三者必须同时运行。
假设你有一个有两个线程的程序。程序可以通过两种方式运行:
Concurrency Concurrency + parallelism
(Single-Core CPU) (Multi-Core CPU)
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|th1| |th1|th2|
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|___|___ | |___
|th2| |___|th2|
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|th1| |th1|
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|th2| | |th2|
在这两种情况下,我们都有并发性,这仅仅是因为我们有多个线程在运行。
如果我们在具有单个CPU内核的计算机上运行此程序,操作系统将在两个线程之间切换,允许一次运行一个线程。
如果我们在带有多核CPU的计算机上运行这个程序,那么我们就可以同时并行运行两个线程。
我喜欢Rob Pike的演讲:并发不是并行(这更好!)(幻灯片)(谈话)
Rob通常谈论Go,并且通常以直观直观的解释来解决并发与并行的问题!下面是一个简短的总结:
任务:让我们烧掉一堆过时的语言手册!一次一个!
并发:任务有许多并发分解!一个例子:
并行性:如果至少有2个地鼠同时工作或不工作,则前面的配置会并行出现。