并发和并行之间的区别是什么?
当前回答
“并发”是指同时做任何事情。它们可能是不同的东西,也可能是相同的东西。尽管缺乏公认的答案,但这并不是关于“看起来是在同一时间”,而是真的在同一个时间。您需要多个CPU内核,或者在一个主机内使用共享内存,或者在不同主机上使用分布式内存,以运行并发代码。例如,同时并发运行的3个不同任务的流水线:Task-level-2必须等待Task-level-1完成的单元,而Task-level-3必须等待Task-level-2完成的工作单元。另一个例子是1-生产者与1-消费者的并发;或许多生产者和1-消费者;读者和作家;等
“并行”是指同时做相同的事情。它是并发的,但更重要的是,它是在同一时间发生的相同行为,最典型的是在不同的数据上。矩阵代数通常可以并行化,因为您有重复运行的相同操作:例如,可以使用相同的行为(和)在不同的列上同时计算矩阵的列和。在可用的处理器核之间划分(拆分)列是一种常见的策略,这样每个处理器核处理的工作量(列数)就接近相同。另一种拆分工作的方法是一袋一袋的任务,完成工作的员工会回到经理那里,经理会将工作分配出去,并动态地分配更多的工作,直到所有工作都完成。票务算法是另一种。
不仅仅是数字代码可以并行化。文件太频繁可以并行处理。在自然语言处理应用程序中,对于数百万个文档文件中的每一个,您可能需要计算文档中标记的数量。这是并行的,因为您正在计算每个文件的令牌,这是相同的行为。
换句话说,并行是指同时执行相同的行为。并发意味着同时,但不一定是相同的行为。并行是一种特殊类型的并发,在同一时间发生相同的事情。
例如,术语将包括原子指令、关键部分、互斥、旋转等待、信号量、监视器、屏障、消息传递、map reduce、心跳、铃声、票务算法、线程、MPI、OpenMP。
格雷戈里·安德鲁斯(Gregory Andrews)的著作是关于多线程、并行和分布式编程的顶级教科书。
其他回答
我非常喜欢Paul Butcher对这个问题的回答(他是《七周内的七个并发模型》的作者):
虽然它们经常被混淆,但并行性和并发性是不同的事情。并发性是问题域的一个方面代码需要同时处理多个(或接近同时)事件。相反,并行性是解决方案的一个方面您希望通过处理使程序运行更快的域并行处理问题的不同部分。有些方法是适用于并发,有些适用于并行,有些则适用于两者。了解您面临的问题,并选择合适的工具工作
“并发”是指同时做任何事情。它们可能是不同的东西,也可能是相同的东西。尽管缺乏公认的答案,但这并不是关于“看起来是在同一时间”,而是真的在同一个时间。您需要多个CPU内核,或者在一个主机内使用共享内存,或者在不同主机上使用分布式内存,以运行并发代码。例如,同时并发运行的3个不同任务的流水线:Task-level-2必须等待Task-level-1完成的单元,而Task-level-3必须等待Task-level-2完成的工作单元。另一个例子是1-生产者与1-消费者的并发;或许多生产者和1-消费者;读者和作家;等
“并行”是指同时做相同的事情。它是并发的,但更重要的是,它是在同一时间发生的相同行为,最典型的是在不同的数据上。矩阵代数通常可以并行化,因为您有重复运行的相同操作:例如,可以使用相同的行为(和)在不同的列上同时计算矩阵的列和。在可用的处理器核之间划分(拆分)列是一种常见的策略,这样每个处理器核处理的工作量(列数)就接近相同。另一种拆分工作的方法是一袋一袋的任务,完成工作的员工会回到经理那里,经理会将工作分配出去,并动态地分配更多的工作,直到所有工作都完成。票务算法是另一种。
不仅仅是数字代码可以并行化。文件太频繁可以并行处理。在自然语言处理应用程序中,对于数百万个文档文件中的每一个,您可能需要计算文档中标记的数量。这是并行的,因为您正在计算每个文件的令牌,这是相同的行为。
换句话说,并行是指同时执行相同的行为。并发意味着同时,但不一定是相同的行为。并行是一种特殊类型的并发,在同一时间发生相同的事情。
例如,术语将包括原子指令、关键部分、互斥、旋转等待、信号量、监视器、屏障、消息传递、map reduce、心跳、铃声、票务算法、线程、MPI、OpenMP。
格雷戈里·安德鲁斯(Gregory Andrews)的著作是关于多线程、并行和分布式编程的顶级教科书。
派克的“并发”概念是一个有意的设计和实现决策。具有并发能力的程序设计可能表现出行为上的“并行性”;这取决于运行时环境。
你不希望一个不是为并发而设计的程序表现出并行性。:-)但就相关因素(功耗、性能等)而言,这是一个净收益,您需要最大程度的并发设计,以便主机系统可以在可能的情况下并行执行。
派克的Go编程语言将这一点发挥到了极致:他的函数都是可以同时正确运行的线程,也就是说,如果系统有能力,调用函数总是会创建一个与调用者并行运行的线程。一个拥有数百甚至数千个线程的应用程序在他的世界中是非常普通的。(我不是围棋专家,这只是我的看法。)
在电子学中,串行和并行表示一种静态拓扑,决定电路的实际行为。当没有并发时,并行性是确定性的。
为了描述动态的、与时间相关的现象,我们使用了术语顺序和并发。例如,可以通过特定的任务序列(例如配方)获得特定的结果。当我们与某人交谈时,我们会产生一系列单词。然而,在现实中,许多其他过程在同一时刻发生,因此,与某一行动的实际结果一致。如果很多人在同一时间谈话,同时进行的谈话可能会干扰我们的顺序,但这种干扰的结果事先不知道。并发性引入了不确定性。
串行/并行和顺序/并行表征是正交的。数字通信就是一个例子。在串行适配器中,数字消息沿同一通信线路(例如,一根电线)临时(即顺序)分布。在并行适配器中,这也在并行通信线路(例如多条电线)上进行划分,然后在接收端进行重构。
让我们想象一个有9个孩子的游戏。如果我们将它们作为一条链处理,在开始时发送消息,在结束时接收消息,我们将进行串行通信。更多的单词组成了一系列的交流单元。
I like ice-cream so much. > X > X > X > X > X > X > X > X > X > ....
这是在串行基础结构上复制的顺序过程。
现在,让我们想象一下,把孩子们分成三组。我们把这个短语分成三部分,第一部分给左边的孩子,第二部分给中心线的孩子,等等。
I like ice-cream so much. > I like > X > X > X > .... > ....
> ice-cream > X > X > X > ....
> so much > X > X > X > ....
这是一个在并行基础结构上复制的顺序过程(尽管仍部分序列化)。
在这两种情况下,假设孩子之间有完美的沟通,结果会提前确定。
如果有其他人与您同时与第一个孩子交谈,那么我们将同时进行处理。我们不知道基础设施将考虑哪个过程,因此最终结果尚未提前确定。
并发性=>在共享资源的重叠时间段内执行多个任务时(可能最大化资源利用率)。
并行=>当单个任务被划分为可以同时执行的多个简单的独立子任务时。