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图解并发与并行-分别从CPU和线程的角度理解

开发技术 开发技术 2周前 (09-13) 25次浏览

本文作为图解java并发编程的第三篇,前2篇访问地址如下所示:

  • 图解进程线程、互斥锁与信号量-看完还不懂你来打我
  • 8成以上的java线程状态图都画错了–图解java并发第二篇

一、CPU角度的并发与并行

图解并发与并行-分别从CPU和线程的角度理解

并发
曾经我作为一个不是很爱学习的孩子,在上学的时候经常做这样的事情:在数学课上补物理作业,数学课听懂了,物理作业也上交了。不谦虚的说,我是具备这样的能力,但很可惜没用对地方。

很多同学说:“你是不是有多个大脑?”,肯定不是啊,其实这是一种切换的能力。当你同时做多件事情,并且能够快速切换的时候。在别人开来,你就有了并发的能力,但是你的大脑还是一个大脑。

我们的计算机在绝大部分时间都运行很多很多的进程与线程,所以CPU并发执行并切换分配CPU时间片资源是一种常态。只是CPU的执行速度实在是太快了,快到绝大部分情况下你都无法感知“执行线程的切换”。所以看上去它在一边播放音乐,一边运行浏览器,一边运行其他软件。

并行
知道了计算机中并发的概念,我们来举例了解一下并行的概念。

  • 你在餐厅点餐,点餐后等餐的同时你在读书。看上去你是在做两件事,等餐和读书。实际上只有一件事是需要你实际操作的,那就是读书;另外一件事实际上是做菜,做菜是由餐厅的厨师进行的。

随着计算机多核CPU的普及,计算机也在一定程度上具备了并行计算的能力。那这么说,单核心的CPU就一定不存在并行能力喽?也并非完全如此,若单核心的CPU拥有Hyper-threading技术,那么单核心可以并行的运行两个逻辑线程。

二、线程角度的并发与并行

上面的并发与并行的解释更多的是从CPU运行的角度,但作为程序员更关心的是作为开发者如何区分并发与并行。

从线程的角度去谈并行,通常是指在多线程间不存在数据共享或通信,能够利用CPU的并行能力去运行多线程。
图解并发与并行-分别从CPU和线程的角度理解

从线程的角度去谈并发,通常是指多个线程之间存在资源共享(内存、代码段等),彼此协调共享资源的使用,从而交出或获得CPU执行时间片的使用权。
图解并发与并行-分别从CPU和线程的角度理解

总结一句话,希望对你与理解并发与并行有帮助,并发是看上去的并行,实际上的资源切换,并发目的是将资源利用能力最大化、最优化

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