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現(xiàn)在我們都說(shuō)設(shè)計(jì)可并行、高并發(fā)的程序，而且我們很多時(shí)候會(huì)在潛意識(shí)里覺(jué)得自己對(duì)并行（Parallelism）和并發(fā)（Concurrency）的區(qū)別很清楚，但如果要明確地說(shuō)出二者的區(qū)別，又感覺(jué)沒(méi)辦法給出一個(gè)非常清晰的描述。

那么什么是并發(fā)？什么又是并行呢？

并行的概念比較簡(jiǎn)單，并行總是和執(zhí)行（executions）相關(guān)，很多東西同時(shí)執(zhí)行就是并行；而并發(fā)則是通過(guò)一些方式組織你的程序，讓它可以分成多個(gè)模塊去獨(dú)立地執(zhí)行。并行必然是需要多核的，一個(gè)處理器是無(wú)法并行的；但并發(fā)和處理器并沒(méi)有什么必然聯(lián)系，在一個(gè)處理器上面，我們的程序也可以是并發(fā)的。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，華羅庚泡茶，必須有燒水、洗杯子、拿茶葉等步驟?，F(xiàn)在我們想盡快做完這件事，也就是“一共要處理很多事情”，有很多方法可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)，例如請(qǐng)多個(gè)人同時(shí)做，這就是并行。并行是實(shí)現(xiàn)并發(fā)的一種方式，但不是唯一的方式。我們一個(gè)人也可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)，例如先燒水、然后不用等水燒開(kāi)就去洗杯子，所以通過(guò)調(diào)整程序運(yùn)行方式也可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)。

如果你覺(jué)得以上的講解還是太抽象了，下面通過(guò)一個(gè)小故事來(lái)講解，故事原型來(lái)自 Go 語(yǔ)言創(chuàng)始人之一 Rob Pike 的一篇演講。

故事的開(kāi)始有一個(gè)需求：有一群地鼠要把一堆廢棄的說(shuō)明書(shū)用小推車(chē)推到火爐去燒毀。

剛開(kāi)始只有一只地鼠，使用一輛推車(chē)，將書(shū)裝到車(chē)上，運(yùn)輸?shù)交馉t旁，將書(shū)卸到火爐。完成任務(wù)必然需要比較長(zhǎng)的時(shí)間。

此時(shí)如果再增加一只地鼠，那也沒(méi)什么用，因?yàn)橐恢坏厥笤诟苫?，另一只地鼠只能等待。（?dāng)然有人說(shuō)兩只地鼠輪流使用一輛推車(chē)，這樣可以讓地鼠得到休息，這樣它們干活更快，也可以提高效率。）

再找一輛推車(chē)來(lái)，兩只地鼠分別使用各自的推車(chē)，將書(shū)裝到車(chē)上，運(yùn)輸?shù)交馉t旁，將書(shū)卸到火爐。這樣會(huì)提高運(yùn)輸效率，但它們會(huì)在裝書(shū)和卸書(shū)時(shí)進(jìn)行排隊(duì)，降低了效率。

這樣雖然比之前快了，但還是有瓶頸的。因?yàn)闀?shū)只有一堆，火爐也只有一個(gè)，所以我們還必須通過(guò)消息來(lái)協(xié)調(diào)兩只地鼠的行動(dòng)。好吧，那我們?cè)侔褧?shū)分成兩堆，再增加一個(gè)火爐。

這樣就比之前的效率高差不多一倍了。現(xiàn)在這個(gè)模型就是并發(fā)的，因?yàn)閮芍坏厥罂梢元?dú)立完成一件事了，這樣提高了運(yùn)輸效率，而且在裝書(shū)和卸書(shū)時(shí)不會(huì)進(jìn)行排隊(duì)，提高了裝卸的效率。但這個(gè)模型不一定是并行的，比如同一時(shí)刻可能只有一只地鼠在干活。

上面就是第一種并發(fā)模型，我們還可以設(shè)計(jì)更多的并發(fā)模型，繼續(xù)看漫畫(huà)。

這次找了 3 只地鼠，一只負(fù)責(zé)把書(shū)裝到車(chē)上，一只負(fù)責(zé)運(yùn)輸，一只負(fù)責(zé)把書(shū)卸到火爐焚燒。每只地鼠做一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)，當(dāng)然三只地鼠之間需要使用一些諸如消息通信之類(lèi)的手段進(jìn)行協(xié)調(diào)。

裝書(shū)和燒書(shū)的兩只地鼠都很輕松，負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)倪@只地鼠卻很累，系統(tǒng)出現(xiàn)了瓶頸。那我們?cè)僬乙恢坏厥髞?lái)，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)運(yùn)回空推車(chē)。

我們?cè)谝粋€(gè)已有的設(shè)計(jì)（指三個(gè)地鼠的那個(gè)設(shè)計(jì)）中添加一個(gè)并發(fā)的步驟（第四只地鼠）增強(qiáng)了系統(tǒng)的性能。這樣一來(lái)，兩只地鼠去搞運(yùn)輸，如果協(xié)調(diào)得好，理論情況下工作效率將是一只地鼠的 4 倍。

總共有 4 個(gè)并發(fā)的步驟：

把書(shū)裝到車(chē)上；
把推車(chē)運(yùn)到火爐旁；
把書(shū)卸到火爐里；
運(yùn)回空推車(chē)。

可以再增加一個(gè)分組，將這個(gè)并發(fā)模型并行化。

下面我們?cè)賮?lái)看另外一種并發(fā)模型。負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)牡厥蟊г拐f(shuō)運(yùn)輸路程太長(zhǎng)，那我們就增加一個(gè)中轉(zhuǎn)站。

然后再增加一個(gè)分組，將這個(gè)并發(fā)模型并行化，兩個(gè)分組并行執(zhí)行。

可以把上面的并發(fā)模型再改進(jìn)一下。增加中轉(zhuǎn)站的同時(shí)，再增加兩只地鼠，一只負(fù)責(zé)將從書(shū)堆運(yùn)過(guò)來(lái)的書(shū)卸到中轉(zhuǎn)站，另一只負(fù)責(zé)將書(shū)從中轉(zhuǎn)站裝到推車(chē)?yán)?，再讓后面的地鼠運(yùn)輸?shù)交馉t旁。

然后再增加一個(gè)分組，將這個(gè)并發(fā)模型并行化。

漫畫(huà)到這里就結(jié)束了，總共介紹了三種并發(fā)模型，每種模型都可以很容易地并行化?？梢钥吹缴厦娴牟l(fā)模型每改進(jìn)一次，其實(shí)就是將任務(wù)拆的更細(xì)了，一旦分解了問(wèn)題，并發(fā)就自然而然產(chǎn)生了，每個(gè)人只專(zhuān)注于一個(gè)任務(wù)。

回到程序中，書(shū)就代表著數(shù)據(jù)，地鼠就是 CPU，而車(chē)可能就是序列化、反序列化、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施，火爐就是代理、瀏覽器或其他的消費(fèi)者。而上面的并發(fā)模型就是一個(gè)可擴(kuò)展的 Web Service。

參考鏈接

該演講題目為《Concurrency is not Parallelism》：

演講幻燈片：https://talks.golang.org/2012/waza.slide
演講視頻：https://www.youtube.com/watch?v=cN_DpYBzKso&t=550s

其他參考鏈接：

https://my.oschina.net/3233123/blog/1047239
https://blog.csdn.net/claram/article/details/52094587

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如何向純潔的女朋友解釋并發(fā)與并行的區(qū)別？

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