C#并发编程相关名词解释

并发编程概述

最近学习C#的并发编程，顺便做些笔记，既能加深对知识的理解，又能做些分享，并发不是什么新概念，N多年前就有了，大到服务器端程序，小到桌面客户端应用，并发编程都有用武之地。

• 服务端的大型程序需要响应大量的客户端数据请求，所以要充分考虑并发。
• 桌面等客户端应用，因为面向最终用户，程序必须做到即时影响，才能带来很好的体验，这也十分依赖并发。

1. 并发

通俗的讲，并发就是同时做很多任务，实现并发有很多方式，比如多线程，异步，响应是编程，函数式编程，数据流等，都可以实现并发编程。

2. 多线程

多线程是实现并发的一种形式，它采用多个线程来执行程序，是一种最古老最原始的实现并发的方式。
线程是一个独立的运行单元，每个进程内部都可能有多个线程，每个线程可以各自同时执行指令，都有自己独立的栈，并与进程内的其他线程共享内存。

3. 线程池

每个.Net程序都有一个线程池，线程池维护着一定数量的工作线程，这些线程等待着程序分配下来的任务，并且线程池随时监控着线程的数量，它的参数多达数十个，但我们一般采用默认的设置。默认设置一般都是经过精心设计并仔细调整过的，适用于绝大多数现实中的应用场景。

4. 并行处理

4.1 并行处理的定义

把正在执行的任务分成很多小任务，分配给多个同时运行的线程，并让他们在不同的CPU核心上独立运行，就是并行处理。并行处理是多线程的一种，而多线程是并发的一种。

4.2 并行处理的场景

如果程序中有大量的计算任务，并且这个任务能分割成若干个相互独立的小任务，那就应该使用并行编程，并行编程可以提高CPU的运用效率，可以提高吞吐量，适用于大量的CPU密集型运算任务，尤其在现在的多核CPU中。

4.3 并行处理的形式

并行的形式分两种：

• 数据并行，指有的大量的数据需要处理，并且每一块数据的处理过程都是彼此独立的
• 任务并行，指有大量的任务需要执行，并且每个任务的执行过程基本都是彼此独立的

5. 异步编程

5.1 异步编程定义

异步编程是并发的一种形式，老式的异步编程采用回调的机制，以避免创建不必要的线程。异步编程的核心概念是异步操作，即启动的操作会在一定时间后才能完成，这个操作正在执行，却并不会阻塞原来的线程，启动了这个操作的线程还可以继续执行其他任务，等操作完成时，它会调用回调函数，已让程序知道操作已经结束了。

5.2 应用场景

• 对于客户端扥面向终端用户的GUI，即用户界面类型的程序，异步可以提高操作的界面响应能力，不会出现临时锁定界面的情况，程序在执行任务时，不影响用户进行其他输入操作
• 对于服务端程序来讲，异步编程可以提高扩展性，从而纵向扩展服务端应用的并发能力，接收更多的请求。

5.4 异步与多线程的区别

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者交给另外的进程来处理。 如果都是独占cpu 的业务， 在单核情况下多线程和单线程没有区别。

5.5 同步的概念

同步是指，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。即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。

6. 响应编程

响应编程是另一种形式的并发编程，它基于异步事件，而不是异步编程中的异步操作，异步操作有一个开始执行的概念，但是异步事件可以在任何时间发生，并且可以发生多次，大概类似于用户响应事件的概念。
它是一种声明式的编程模式，程序在该模式中对事件做出与之对应的响应。

7. 函数式编程

大多数并发编程，其本质都是函数式的，函数式编程有两个原则，一个是简洁，有非常清晰的输入和输出，而且尽可能的避免全局或者共享变量。另一个原则就是不变性，指一段数据不能被修改，程序永远不需要对这些数据进行同步，就是非常简单的输入数据，输出数据。