Java的并行与并发

概念解释

并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念。

并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。

而并发性是指连个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机环境下（一个处理器），每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替执行。例如，在1秒钟时间内，0-15ms程序A运行；15-30ms程序B运行；30-45ms程序C运行；45-60ms程序D运行，因此可以说，在1秒钟时间间隔内，宏观上有四道程序在同时运行，但微观上，程序A、B、C、D是分时地交替执行的。

操作系统并发程序执行的特点：

1. 并发环境下，由于程序的封闭性被打破，出现了新的特点： ①程序与计算不再一一对应，一个程序副本可以有多个计算
2. 并发程序之间有相互制约关系，直接制约体现为一个程序需要另一个程序的计算结果，间接制约体现为多个程序竞争某一资源，如处理机、缓冲区等。
3. 并发程序在执行中是走走停停，断续推进的

并发和并行的作用

　　通过并发和并行能够使得应用程序可以充分利用多核以及GPU的计算能力，从而提高应用程序的性能，比如在以下几个方面中：

1. 使用异步I/O操作可以提高应用程序的响应性。大多数的GUI应用程序都是用单个线程来控制所有UI界面的更新。UI线程不应该被占用过长时间，不然UI界面就会失去对用户的响应。
2. 跨多线程的并行工作可以更好的利用系统的资源。具有多CPU和GPU的现代计算机，通过并行可以指数级的提高CPU计算受限的应用程序的性能。
3. 同时执行多个I/O操作（如同时从多个网站上获取信息）可以提高总体的吞吐量（throughput），等待I/O相应的操作可以用来发起新的操作，或者是处理操作返回的结果。

并行和并发区别

区别一：

并发是指一个处理器同时处理多个任务。并行是指多个处理器或者是多核的处理器同时处理多个不同的任务。并发是逻辑上的同时发生（simultaneous），而并行是物理上的同时发生。

来个比喻：并发是一个人同时吃三个馒头，而并行是三个人同时吃三个馒头。

区别二：

并行（parallel）：指在同一时刻，有多条指令在多个处理器上同时执行。就好像两个人各拿一把铁锨在挖坑，一小时后，每人一个大坑。所以无论从微观还是从宏观来看，二者都是一起执行的。

并发（concurrency）：指在同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果，但在微观上并不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行。这就好像两个人用同一把铁锨，轮流挖坑，一小时后，两个人各挖一个小一点的坑，要想挖两个大一点得坑，一定会用两个小时。

并行在多处理器系统中存在，而并发可以在单处理器和多处理器系统中都存在，并发能够在单处理器系统中存在是因为并发是并行的假象，并行要求程序能够同时执行多个操作，而并发只是要求程序假装同时执行多个操作（每个小时间片执行一个操作，多个操作快速切换执行）。

区别三：

当有多个线程在操作时，如果系统只有一个CPU，则它根本不可能真正同时进行一个以上的线程，它只能把CPU运行时间划分成若干个时间段，再将时间段分配给各个线程执行，在一个时间段的线程代码运行时，其它线程处于挂起状态。这种方式我们称之为并发（Concurrent）。

当系统有一个以上CPU时，则线程的操作有可能非并发。当一个CPU执行一个线程时，另一个CPU可以执行另一个线程，两个线程互不抢占CPU资源，可以同时进行，这种方式我们称之为并行（Parallel）。

如对此有疑问，请联系qq1164688204。

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