并发和并行、同步和异步及多线程概念详解

并发：

讲并发之前，要先看一张图：

1. Concurrency，是并发的意思。并发的实质是一个物理CPU(也可以多个物理CPU) 在若干道程序（或线程）之间多路复用，并发性是对有限物理资源强制行使多用户共享以提高效率。
2. 微观角度：所有的并发处理都有排队等候，唤醒，执行等这样的步骤，在微观上他们都是序列被处理的，如果是同一时刻到达的请求（或线程）也会根据优先级的不同，而先后进入队列排队等候执行。
3. 宏观角度：多个几乎同时到达的请求（或线程）在宏观上看就像是同时在被处理。
4. 通俗点讲，并发就是只有一个CPU资源，程序（或线程）之间要竞争得到执行机会。图中的第一个阶段，在A执行的过程中B，C不会执行，因为这段时间内这个CPU资源被A竞争到了，同理，第二个阶段只有B在执行，第三个阶段只有C在执行。其实，并发过程中，A，B，C并不是同时在进行的（微观角度）。但又是同时进行的（宏观角度）。

并行：

同样，在讲并行之前，要先看一张图：

1. Parallelism，即并行，指两个或两个以上事件（或线程）在同一时刻发生，是真正意义上的不同事件或线程在同一时刻，在不同CPU资源呢上（多核），同时执行。
2. 并行，不存在像并发那样竞争，等待的概念。
3. 图中，A，B，C都在同时运行（微观，宏观）。

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同步：

进程之间的关系不是相互排斥临界资源的关系，而是相互依赖的关系。进一步的说明：就是前一个进程的输出作为后一个进程的输入，当第一个进程没有输出时第二个进程必须等待。具有同步关系的一组并发进程相互发送的信息称为消息或事件。

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异步：

异步和同步是相对的，同步就是顺序执行，执行完一个再执行下一个，需要等待、协调运行。异步就是彼此独立,在等待某事件的过程中继续做自己的事，不需要等待这一事件完成后再工作。线程就是实现异步的一个方式。异步是让调用方法的主线程不需要同步等待另一线程的完成，从而可以让主线程干其它的事情。

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多线程：

1. 在了解线程之前，要先知道进程这个概念。进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。简单点说，进程就是执行中的程序活动，是一个活动的实体。
2. 多进程，就好比同时打开了Word，Excel和Visio，他们都是不同的程序运行活动，即多个进程同时启动而已，这个概念比较好理解。
3. 线程，是一个执行中的程序活动（即进程）的多个执行路径，执行调度的单位。线程依托于进程存在，在进程之下，可以共享进程的内存，而且还拥有一个属于自己的内存空间，这段内存空间也叫做线程栈，是在建立线程时由系统分配的，主要用来保存线程内部所使用的数据。
4. 多线程，指在一个进程下有多个线程。各个线程执行自己的任务，这些线程可以”同时进行“（这里加了双引号，下面会讲述到加双引号的原因）。
5. 那多线程有什么好处？多线程应用在生活中随处可见，Word文档就是一个很好的例子。Word有“后台打印”的功能，用户点击打印按钮后，如果发现可以对当前文本进行修改，可以在打印过程中回到主界面进行修改、保存等操作。 如果没有应用多线程，不妨假设用户要打印的文本很长很长，那么用户要等打印操作执行完后，才可以对文本进行修改编辑保存等，这样用户体验就不如多线程的好。还有迅雷，有没有发现迅雷是可以同时下载东西的？例如同时下载A，B，A下载进度到53.4%，B下载进度到47.1%，有时A速度快些，有时B速度快些，反正能确定的是A，B都在下载内容，而不是一定要等A下载完后，B才可以开始下载，这也是多线程的作用。因此，多线程强调”同时，一起进行“，而不是单一的顺下操作。

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多线程和异步的区别：

异步是最终目的，而多线程是实现异步的一种方法。异步是一个进程发送一个请求的时候，可以在没有收到回复之前做其他事情。异步除了用多线程实现外，也可以将一些耗时的操作交给其他进程来处理。

关于异步和多线程的一些深层理解建议阅读流云易采的《并发和并行，异步与多线程区别》

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通过多线程实现并发，并行：

                 并发和并行的前提是异步

• java中的Thread类定义了多线程，通过多线程可以实现并发或并行。
• 在CPU比较繁忙，资源不足的时候（开启了很多进程），操作系统只为一个含有多线程的进程分配仅有的CPU资源，这些线程就会为自己尽量多抢时间片，这就是通过多线程实现并发，线程之间会竞争CPU资源争取执行机会。
• 在CPU资源比较充足的时候，一个进程内的多线程，可以被分配到不同的CPU资源，这就是通过多线程实现并行。
• 至于多线程实现的是并发还是并行？上面所说，所写多线程可能被分配到一个CPU内核中执行，也可能被分配到不同CPU执行，分配过程是操作系统所为，不可人为控制。所有，如果有人问我我所写的多线程是并发还是并行的？我会说，都有可能。
• 不管并发还是并行，都提高了程序对CPU资源的利用率，最大限度地利用CPU资源。

参考

http://www.zhihu.com/question/19901763

http://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/51115993

http://blog.csdn.net/suxinpingtao51/article/details/8113509

http://www.cnblogs.com/DreamSea/archive/2012/01/11/JavaThread.html#navigation

http://bbs.csdn.net/topics/390651960

https://blog.csdn.net/qq_33290787/article/details/51790605

https://blog.csdn.net/woliuyunyicai/article/details/45165869