并发(Concurrency)和并行(Parallelism)是计算机科学中两个密切相关但又有所区别的概念,它们都与程序执行多个任务的能力有关。
并发:
• 并发是指在计算机系统中,多个任务(或进程、线程)在同一个时间段内被“启动”或“处理”的能力。这些任务可能会交替执行,给用户一种它们同时进行的错觉。实际上,由于CPU时间片的分配,这些任务是在不同的时间点上被处理的。
• 在单核处理器上,真正的并行执行是不可能的,因为CPU一次只能执行一个任务。但是,操作系统可以通过时间分片技术,快速地在多个任务之间切换,从而创建出并发执行的假象。
• 并发的关键在于任务的调度和管理,它允许多个任务在有限的资源下高效地运行。
并行:
• 并行是指在计算机系统中,多个任务(或进程、线程)在同一时刻被执行的能力。这通常需要多核处理器或多台计算机。
• 并行计算涉及到将一个大任务分解成多个小任务,这些小任务可以同时在不同的处理器核心或不同的计算机上执行。
• 并行的关键在于任务的分解和分配,以及如何有效地利用多个处理器或计算机的计算能力来加速任务的完成。
区别:
• 并发强调的是任务的交替执行,而并行强调的是任务的同时执行。
• 并发可以在单核处理器上实现,而并行则需要多核处理器或多台计算机。
• 并发更多关注任务的调度和时间管理,而并行则关注任务的分配和资源利用。
联系:
• 并发和并行往往是相辅相成的。在多核处理器上,操作系统可以通过并发调度来实现多个任务的并行执行。
• 在现代计算机系统中,为了提高性能和效率,通常会同时使用并发和并行技术。
在软件开发中,理解并发和并行的概念对于设计高性能、可扩展的应用程序至关重要。