【整理】同步、异步、并发、并行、串行

同步:多个任务情况下，一个任务A执行结束，才可以执行另一个任务B。只存在一个线程。

异步:多个任务情况下，一个任务A正在执行，同时可以执行另一个任务B。任务B不用等待任务A结束才执行。存在多条线程。

并发和并行是异步线程实现的两种形式。

并行是真正的异步，多核CUP可以同时开启多条线程供多个任务同时执行，互补干扰，如上图的并行，其实和异步图例一样。但是并发就不一样了，是一个伪异步。在单核CUP中只能有一条线程，但是又想执行多个任务。这个时候，只能在一条线程上不停的切换任务，比如任务A执行了20%，任务A停下里，线程让给任务B，任务执行了30%停下，再让任务A执行。这样我们用的时候，由于CUP处理速度快，你看起来好像是同时执行，其实不是的，同一时间只会执行单个任务。

那么串行是什么呢，它是同步线程的实现方式，就是任务A执行结束才能开始执行B，单个线程只能执行一个任务，就如单行道只能行驶一辆车。

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同步和异步的概念： 

同步:同步就是指一个进程在执行某个请求的时候，若该请求需要一段时间才能返回信息，那么这个进程将会一直等待下去，直到收到返回信息才继续执行下去

异步:异步是指进程不需要一直等下去，而是继续执行下面的操作，不管其他进程的状态。当有消息返回时系统会通知进程进行处理，这样可以提高执行的效率。

并发 并行 同步 异步 多线程的区别： 

1.并发：在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行。其中两种并发关系分别是同步和互斥

2.互斥：进程间相互排斥的使用临界资源的现象，就叫互斥。

3.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。 

其中并发又有伪并发和真并发，伪并发是指单核处理器的并发，真并发是指多核处理器的并发。

4.并行：在单处理器中多道程序设计系统中，进程被交替执行，表现出一种并发的外部特种；在多处理器系统中，进程不仅可以交替执行，而且可以重叠执行。在多处理器上的程序才可实现并行处理。从而可知，并行是针对多处理器而言的。并行是同时发生的多个并发事件，具有并发的含义，但并发不一定并行，也亦是说并发事件之间不一定要同一时刻发生。

5.多线程：多线程是程序设计的逻辑层概念，它是进程中并发运行的一段代码。多线程可以实现线程间的切换执行。

6.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。 

异步和多线程并不是一个同等关系,异步是最终目的,多线程只是我们实现异步的一种手段。异步是当一个调用请求发送给被调用者,而调用者不用等待其结果的返回而可以做其它的事情。实现异步可以采用多线程技术或则交给另外的进程来处理。

事例： 

为了对以上概念的更好理解举一个简单例子,假设我要做烧开水,举杠铃100下,洗衣服3件事情。 

烧开水 这件事情， 我要做的事情为，准备烧开水1分钟，等开水烧开 8 分钟,关掉烧水机1分钟 

举杠铃100下 我要做的事情为, 举杠铃100下10分钟 

洗衣服 我要做的事情为，准备洗衣服1分钟，等开水烧开 5 分钟,关掉洗衣机1分钟

单核情况下： 

同步的完成，我需要做的时间为 1+ 8 +1 + 10 + 1+ 5 +1 = 27 分

如果异步： 

就是在等的时候，我可以切换去做别的事情 

准备烧开水(1) + 准备洗衣服(1) + 举50下杠铃 (5)分钟+ 关洗衣机 1分钟 + 举杠铃20下 (2)分钟+ 关烧水机 1分钟 + 举30下杠铃(3)分钟 

1+1+5+1+2+1+3 =14分钟

双核 异步 并行： 

核1 准备烧开水1分钟+ 举杠铃50下(5)分钟+ 等待3分钟 + 关掉烧水机1分钟 

核2 准备洗衣服1分钟+ 举杠铃50下(5)分钟+ 关掉洗衣机1分钟 + 等待3分钟 

其实只花了 1+5+3+1 = 10分钟 

其中还有双核都等待了3分钟

双核 异步 非并行： 

核1 举杠铃100下(10)分钟 

核2 准备烧开水1分钟+ 准备洗衣服 1分钟+ 等待5分钟+ + 关掉烧水机1分钟 + 等待1分钟 + 关掉洗衣机1分钟 

其实只花了1+5+3+1 = 10分钟

多线程的做法： 

单核下 

线程1 准备烧开水 1分钟， 等开水烧开 8 分钟 , 关掉烧水机 1分钟 

线程2 举杠铃100下 10分钟 

线程3 准备洗衣服 1分钟， 等开水烧开 5 分钟 , 关掉洗衣机 1分钟

cpu 可能这么切换 最理想的切换方式 

线程1 准备烧开水1 sleep 1 sleep 5 sleep 1 sleep 2 关开水 1分钟 exit 

线程2 sleep 1 sleep 1 举杠铃50 5分钟 sleep 1 举杠铃20 2分钟 sleep1 举杠铃30下 3分钟 

线程3 sleep 1 准备洗衣服1 分钟 sleep 5 关洗衣机1分钟 exit 

最后使用了 14分钟 和异步是一样的。 

但是实际上是不一样的，因为线程不会按照我们设想的去跑，如果线程2举杠铃先跑，整个流程的速度就下来了。

总结： 

异步和同步的区别: 

在io等待的时候，同步不会切走，浪费了时间。 

如果都是独占cpu 的业务,比如举杠铃的业务，在单核情况下多线程和单线程没有区别。

多线程的好处： 

比较容易的实现了异步切换的思想，因为异步的程序很难写的。多线程本身程还是以同步完成，但是应该说 

比效率是比不上异步的。而且多线很容易写，相对效率也高。

多核的好处，就是可以同时做事情，这个和单核完全不一样的