【windows 操作系统】并发

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

• 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。

• 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。

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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

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资源上（多核），同时执行。并行，不存在像并发那样竞争CPU资源，等待执行的概念，因为并行状态下的线程分布在不同的CPU上。

通过多线程实现并发，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。

并发和并行的区别

可由上图形象指出两者的区别：

1）定义：

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，但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。

并行：在操作系统中，一组程序按独立异步的速度执行，无论从微观还是宏观，程序都是一起执行的。

来个比喻：并发和并行的区别就是一个人同时吃三个馒头和三个人同时吃三个馒头；

 

在单CPU系统中，系统调度在某一时刻只能让一个线程运行，虽然这种调试机制有多种形式(大多数是时间片轮巡为主)，但无论如何，要通过不断切换需要运行的线程让其运行的方式就叫并发(concurrent)。而在多CPU系统中，可以让两个以上的线程同时运行，这种可以同时让两个以上线程同时运行的方式叫做并行(parallel)。

2）并发通常指提高运行在单处理器上的程序的性能；

并发是有状态的，“具有可论证的确定性，但是实际上具有不可确定性”；

"并发"在微观上不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行，从宏观外来看，好像是这些进程都在执行。

使用多个线程可以帮助我们在单个处理系统中实现更高的吞吐量，如果一个程序是单线程的，这个处理器在等待一个同步I/O操作完成的时候，他仍然是空闲的。在多线程系统中，当一个线程等待I/O的同时，其他的线程也可以执行。