并发和并行之间的区别是什么?
当前回答
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。)
其他回答
并发是编程术语。它是关于多个任务的,这些任务开始运行并以无特定顺序在重叠的时间段内完成。并发性由操作系统管理。当多个线程想要访问同一资源时,线程会遇到竞争条件问题。此外,它们还存在死锁,彼此等待,阻止自己运行。例如,你想一边吃饭一边说话。首先你需要吞下嘴里的食物或停止咀嚼,然后你可以说话(你在划水),说话后你可以再咬一口。
并行性是一个硬件术语。它是关于在具有多个计算资源(如多核处理器)的硬件上同时运行的多个任务。如果你能在咀嚼食物时说话,这将是平行的。平行的一个例子是,一个人可以同时唱歌和跳舞。
通过查阅字典,你可以看到并发(来自拉丁语)意味着一起运行、聚合、同意;因此,需要同步,因为在相同的资源上存在竞争。平行(来自希腊语)的意思是在侧面复制;从而在同一时间做同样的事情。
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。)
我将提供一个与这里的一些流行答案有点冲突的答案。在我看来,并发是一个包含并行性的通用术语。并发适用于不同任务或工作单元在时间上重叠的任何情况。并行性更具体地适用于在同一物理时间评估/执行不同工作单元的情况。并行性存在的原因是加速了可以从多个物理计算资源中受益的软件。适用于并发的另一个主要概念是交互性。当从外部世界可以观察到任务的重叠时,互动性适用。交互性存在的原因是使软件能够响应真实世界的实体,如用户、网络对等体、硬件外围设备等。
并行性和交互性几乎完全独立于并发性。对于一个特定的项目,开发人员可能会关心其中之一,或者两者都不关心。它们往往会被混淆,尤其是因为线程这一令人厌恶的东西给了一个相当方便的原语来实现两者。
关于并行性的更多细节:
并行性存在于非常小的规模(例如处理器中的指令级并行性)、中等规模(例如多核处理器)和大型规模(例如高性能计算集群)。近年来,由于多核处理器的发展,软件开发人员暴露更多线程级并行性的压力越来越大。平行性与依赖性密切相关。依赖性限制了并行性的实现程度;如果一个任务依赖于另一个任务,则两个任务不能并行执行(忽略推测)。
程序员可以使用许多模式和框架来表达并行性:管道、任务池、数据结构上的聚合操作(“并行数组”)。
关于互动性的更多细节:
最基本和最常见的交互方式是使用事件(即事件循环和处理程序/回调)。对于简单的任务,事件是很好的。尝试使用事件执行更复杂的任务会导致堆栈撕裂(也称为回调地狱;也称为控制反转)。当你厌倦了事件时,你可以尝试更奇特的东西,比如生成器、协程(又称Async/Await)或合作线程。
出于对可靠软件的热爱,如果你想要的是交互性,请不要使用线程。
曲线几何非线性
我不喜欢Rob Pike的“并发不是并行;它更好”口号。并发既不比并行好,也不比并行差。并发性包括交互性,不能以更好/更差的方式与并行性进行比较。这就像说“控制流比数据更好”。
平行度:让多个线程执行类似的任务,这些任务在数据和资源方面彼此独立。例如:谷歌爬虫可以产生数千个线程,每个线程可以独立完成任务。
并发性:当您在线程之间共享数据和共享资源时,并发性就会显现出来。在事务系统中,这意味着您必须使用一些技术(如锁、信号量等)同步代码的关键部分。