如何向純潔的女友解釋併發與並行的區別？

原文連接：併發與並行的區別

如今咱們都說設計可並行、高併發的程序，並且咱們不少時候會在潛意識裏以爲本身對並行（Parallelism）和併發（Concurrency）的區別很清楚，但若是要明確的說出兩者的區別，又感受沒辦法給出一個很是清晰的描述。

那麼什麼是併發？什麼又是並行呢？並行的概念比較簡單，並行老是和執行（executions）相關，不少東西同時執行就是並行；而併發則是經過一些方式組織你的程序，讓它能夠分紅多個模塊去獨立的執行。並行必然是須要多核的，一個處理器是沒法並行的；但併發和處理器並無什麼必然聯繫，在一個處理器上面，咱們的程序也能夠是併發的。

舉個簡單的例子，華羅庚泡茶，必須有燒水、洗杯子、拿茶葉等步驟。如今咱們想盡快作完這件事，也就是「一共要處理不少事情」，有不少方法能夠實現併發，例如請多我的同時作，這就是並行。並行是實現併發的一種方式，但不是惟一的方式。咱們一我的也能夠實現併發，例如先燒水、而後不用等水燒開就去洗杯子，因此經過調整程序運行方式也能夠實現併發。

若是你以爲以上的講解仍是太抽象了，下面經過一個小故事來說解，故事原型來自 Go 語言創始人之一 Rob Pike 的一篇演講。

故事的開始有一個需求：有一羣地鼠要把一堆廢棄的說明書用小推車推到火爐去燒燬。

剛開始只有一隻地鼠，使用一輛推車，將書裝到車上，運輸到火爐旁，將書卸到火爐。完成任務必然須要比較長的時間。

此時若是再增長一隻地鼠，那也沒什麼用，由於一隻地鼠在幹活，另外一隻地鼠只能等待。（固然有人說兩隻地鼠輪流使用一輛推車，這樣可讓地鼠獲得休息，這樣它們幹活更快，也能夠提升效率。）

再找一輛推車來，兩隻地鼠分別使用各自的推車，將書裝到車上，運輸到火爐旁，將書卸到火爐。這樣會提升運輸效率，但它們會在裝書和卸書時進行排隊，下降了效率。

這樣雖然比以前快了，但仍是有瓶頸的。由於書只有一堆，火爐也只有一個，因此咱們還必須經過消息來協調兩隻地鼠的行動。好吧，那咱們再把書分紅兩堆，再增長一個火爐。

這樣就比以前的效率高差很少一倍了。如今這個模型就是併發的，由於兩隻地鼠能夠獨立完成一件事了，這樣提升了運輸效率，並且在裝書和卸書時不會進行排隊，提升了裝卸的效率。但這個模型不必定是並行的，好比同一時刻可能只有一隻地鼠在幹活。

上面就是第一種併發模型，咱們還能夠設計更多的併發模型，繼續看漫畫。

此次找了 3 只地鼠，一隻負責把書裝到車上，一隻負責運輸，一隻負責把書卸到火爐焚燒。每隻地鼠作一個獨立的任務，固然三隻地鼠之間須要使用一些諸如消息通訊之類的手段進行協調。

裝書和燒書的兩隻地鼠都很輕鬆，負責運輸的這隻地鼠卻很累，系統出現了瓶頸。那咱們再找一隻地鼠來，專門負責運回空推車。

咱們在一個已有的設計（指三個地鼠的那個設計）中添加一個併發的步驟（第四隻地鼠）加強了系統的性能。這樣一來，兩隻地鼠去搞運輸，若是協調的好，理論狀況下工做效率將是一隻地鼠的 4 倍。

總共有 4 個併發的步驟：

1. 把書裝到車上；
2. 把推車運到火爐旁；
3. 把書卸到火爐裏；
4. 運回空推車。

能夠再增長一個分組，將這個併發模型並行化。

下面咱們再來看另一種併發模型。負責運輸的地鼠抱怨說運輸路程太長，那咱們就增長一箇中轉站。

而後再增長一個分組，將這個併發模型並行化，兩個分組並行執行。

能夠把上面的併發模型再改進一下。增長中轉站的同時，再增長兩隻地鼠，一隻負責將從書堆運過來的書卸到中轉站，另外一隻負責將書從中轉站裝到推車裏，再讓後面的地鼠運輸到火爐旁。

而後再增長一個分組，將這個併發模型並行化。

漫畫到這裏就結束了，總共介紹了三種併發模型，每種模型均可以很容易地並行化。能夠看到上面的併發模型每改進一次，其實就是將任務拆的更細了，一旦分解了問題，併發就天然而然產生了，每一個人只專一於一個任務。

回到程序中，書就表明着數據，地鼠就是 CPU，而車可能就是序列化、反序列化、網絡等設施，火爐就是代理、瀏覽器或其餘的消費者。而上面的併發模型就是一個可擴展的 Web Service。

該演講題目爲《Concurrency is not Parallelism》，原文連接：

• 演講幻燈片：https://talks.golang.org/2012/waza.slide
• 演講視頻：https://www.youtube.com/watch?v=cN_DpYBzKso&t=550s

參考連接

• https://my.oschina.net/3233123/blog/1047239
• https://blog.csdn.net/claram/article/details/52094587

微信公衆號

掃一掃下面的二維碼關注微信公衆號，在公衆號中回覆◉加羣◉便可加入咱們的雲原生交流羣，和孫宏亮、張館長、陽明等大佬一塊兒探討雲原生技術