并行并发多进程多线程协程辨析

2022-03-02

1、并行（Parallelism）

并行是说同一时刻做很多操作。多进程是实行并行的有效方法。因为它可以将许多任务分配到计算机的多个核心上。多进程很适合计算密集型的任务，因为它充分地利用了多个CPU。

2、多进程（MultiProcessing）

多进程是实现并行的一个有效手段。它可以充分发挥多个cpu的作用，将多个任务分配到不同的cpu上，从而实现同一时刻，处理多个任务。它很适合计算密集的任务，因为它充分利用了多个cpu。 从上面的介绍也可以看出，如果计算机只有一个cpu，那么多进程也是无法实现并行的。

3、并发（Concurrency）

并发是比并行更加宽泛的概念，它指的是，多个任务可以交叉重叠进行。用一个例子来说明下并发和并行两个概念。假设你开了一个餐馆，只有一个厨师，但同时有两桌客人点了菜。简称A桌和B桌，为了让两桌客人都满意，你可以安排厨师，交叉地为两桌客人做菜。为A桌做一道菜，再为B桌做一道菜，如此交叉进行，直到做完所有的菜。这个只能叫并发，不能叫并行。如果你多雇一个厨师，两个厨师，一个做A桌的菜，一个做B桌的菜，这个就算并行了。

4、多线程（Threading）

多线程是实现并发的一个手段。一个进程可以拥有多个线程。当有多个cpu时，多个线程是可以同时执行的，这时就是并行。如果只有一个cpu，那么多个线程可以交叉重叠执行，这时就是并发了。 多进程和多线程比较起来，多线程一般适用于IO密集型的任务。多进程适用于计算密集型的任务。 可能，你会有疑问，多线程既然可以并行执行，岂不是也适用于计算密集型的任务？理论上是这样的，只是这里说多进程更适合，是说当数据量比较大时，计算任务之间没有逻辑上的依赖时，多进程更合适一些。因为每个进程都会有自己的进程内存空间，各个进程之间天然隔离。而多线程共享同一个内存空间，线程之间的同步是必须考虑的问题。而这些问题都不是计算密集型任务必须的。所以我们说计算密集型任务更适合多进程。

5、 协程（Coroutine）

有了以上四个部分的介绍，是时候引入协程的概念了。简单讲，协程是另一种实现并发的手段，这里的并发，特指不是并行的并发。 通过第4部分的介绍，我们看到线程也是可以实现这种非并行的并发的，从这一点上看，协程和线程更像一点。 但是，协程却是用单进程，单线程的方式来实现的。 之前提到过，多线程适合IO密集型任务，但这里要提出的是，协程是更加适合IO密集型任务的一种机制，因为线程还需要线程切换的开销，协程却没有。 运用协程机制最典型的场景就是异步IO。 所谓异步，是指一段程序在执行完成前有能力“暂停”，让其他程序段执行。

协程的出现，可以说是解决IO密集型任务时，比线程更加轻量的解决方案。