“并发”指的是程序的结构,“并行”指的是程序运行时的状态

并行(parallelism)

这个概念很好理解。所谓并行,就是同时执行的意思,无需过度解读。判断程序是否处于并行的状态,就看同一时刻是否有超过一个“工作单位”在运行就好了。所以,单线程永远无法达到并行状态。

要达到并行状态,最简单的就是利用多线程和多进程。

并发(concurrency)

要理解“并发”这个概念,必须得清楚,并发指的是程序的“结构”。当我们说这个程序是并发的,实际上,这句话应当表述成“这个程序采用了支持并发的设计”。好,既然并发指的是人为设计的结构,那么怎样的程序结构才叫做支持并发的设计?

正确的并发设计的标准是:使多个操作可以在重叠的时间段内进行(two tasks can start, run, and complete in overlapping time periods)。

这句话的重点有两个。我们先看“(操作)在重叠的时间段内进行”这个概念。它是否就是我们前面说到的并行呢?是,也不是。并行,当然是在重叠的时间段内执行,但是另外一种执行模式,也属于在重叠时间段内进行。这就是协程

使用协程时,程序的执行看起来往往是这个样子:

task1, task2 是两段不同的代码,比如两个函数,其中黑色块代表某段代码正在执行。注意,这里从始至终,在任何一个时间点上都只有一段代码在执行,但是,由于 task1 和 task2 在重叠的时间段内执行,所以这是一个支持并发的设计。与并行不同,单核单线程能支持并发。

Different concurrent designs enable different ways to parallelize