併發與並行的區別 The differences between Concurrency and Parallel

邏輯控制流

在程序加載到內存並執行的時候（進程），操做系統會經過讓它和其餘進程分時段佔用CPU（CPU slices）讓它產生本身獨佔CPU的假象（同時經過虛擬內存讓它產生獨佔內存的假象）。在CPU在執行一個進程的指令時，被執行的許多指令鏈接起來（也能夠理解爲程序計數器PC的變化）就構成了「邏輯控制流」。

邏輯控制流的概念也不侷限於進程，它在異常處理程序、線程、Java進程中均有體現。而「併發（concurrency）」和」並行（parallel）「都是對邏輯控制流而言的。

併發

當兩個邏輯控制流交替執行的時候，咱們就稱它們是」併發（concurrency）「的。更確切的說，對於邏輯控制流A、B，若是B被執行晚於A被執行的開始且早於A被執行的結束，那麼A和B就是併發的。例以下圖：

其中A和B是併發的，由於B的執行晚於A的開始且早於A的結束。可是B和C就不是併發的，由於C的執行並無早於B的結束。同理A和C是併發的。

注意到併發和cpu的個數或者計算機的個數是沒有關係的，只要兩個邏輯流知足上面的關係咱們就稱它們併發。

並行

若是兩個邏輯控制流同時（一個cpu時段內）在不一樣的cpu（多核）或者計算機上被執行，咱們就稱其爲並行。例以下圖：

其中A和C、B和D之間就是並行執行的。

注意到並行要求具備多個處理核心。

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另外，我在網上看到一組頗有意思的漫畫，講解了併發和並行的區別，分享一下（圖片來自https://code.google.com/archive/p/rspace/source/concur/source）：

假設一隻老鼠正在燒書，其中書就表明要被執行的指令，火爐表明cpu，老鼠把書一本本運送並燒掉的過程就構成了邏輯控制流。

如今有A、B兩隻老鼠（兩個邏輯控制流）在燒書，例以下面這個圖，因爲只有一個火爐，A老鼠燒書的時候，B就要等着（保存上下文），A燒一下子後再輪到B燒（上下文切換），即他們燒書是交替進行的，咱們就說他們在併發。（多個火爐知足這樣的交替關係咱們也能夠說他們在併發）：

當兩隻老鼠燒書同時進行時，咱們就說它們是並行的，例以下面這個例子，因爲有兩個火爐（多核），燒書自己能夠同時發生：

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參考：

1. 《深刻理解計算機系統》第三版
2. Rob Pike - ‘Concurrency Is Not Parallelism’