线程，进程，协程， 并发，并行，同步，异步概念解析

我相信线程，进程，协程， 并发，并行，同步，异步这几个概念大家在编程过程中肯定会遇到，但是偏偏这几个概念又那么类似，很容易让人模糊，今天我就用这一篇文章来和大家梳理一下这几个概念。

1. 同步与异步

• 当我们 同步 的执行某个任务时，我们需要等到这个任务执行完给我们反馈结果，我们才能去执行其他的任务。
• 但是 异步 的执行某个任务时，我们可以不用等这个任务结束就去执行另一项任务。就像常用到的异步刷新操作。通过异步执行的任务执行结束后我们可以通过 回调函数 获得结果。

我们可以明显的看出同步和异步的差别，那异步操作那么好为什么不都使用异步操作呢？同步操作存在的意义是有些任务必须是 按顺序执行 的，就像我们去银行取钱，最起码的保证你的银行账户里有钱你才能取，要不然岂不是去抢银行了:full_moon_with_face:。

2. 并发与并行

2.1 并发 Concurrency

咱们用做早饭来举例，例如说你还没起床，你的女朋友已经早早的起来了，在厨房给你准备早饭，她想给你做一份面包片和煎蛋，她为了能让你尽快的吃上早饭，开了两个锅，一个锅用来煎蛋，一个锅用来煎面包片，但是她为了食物尽可能美味，只能看一下煎蛋的锅，在去看一下烤面包片，这样 每个锅看一分钟，来回切换 ，这样终于把面包片和煎蛋做好了，这时你也睡醒了，吃到了美味的早餐。

你女朋友的这个做早饭的流程就是并发操作，因为她不可能同时将注意力放在两个锅上，只能通过逐渐切换注意力的方式来使任务很好的完成。但是如果你的女朋友可以在两个锅之间切换的足够快:joy:，在旁边看起来就像是她在同时操作两个锅 。

2.2 并行 Parallelism

咱们还是用做早餐为例，现在你和你的女朋友在一起已经很久了，她再也受不了天天早上给你做饭的日子了，所以今天早上她把你也拽起来和她一起做饭。同样还是煎面包片和煎蛋，这时你和你女朋友一份一个锅，你在准备煎蛋，你的女朋友在煎面包片，你俩就这样很和谐的做着自己的事互不干扰，很快就吃到了美味的早餐。

你和你的女朋友同时做饭，每个人操作一个锅的方式就是并行操作。

ps:突然将你想到了，原来自己没有女朋友 。

2.3 图解并发与并行

假设我们有两个任务A和B，我们使用并发执行是这样的。

可以看到虽然A和B作为两个整体的任务但是未必会直接执行完，而是会在两个任务间来回切换。因为cpu切换的速度实在太快了，所以我们看起来好像是A和B在同时执行，但其实在每个时间点上只有一个任务在执行。

我们再来看一下并行的方式。

并行操作是指两个任务同时执行的。

3. 进程，线程与协程

3.1 进程 Process

电脑中每个软件的启动就代表一个进程，就是把写的程序加载到操作系统中来执行预定好的任务。操作系统会为进程分配相应的资源来支撑它完成任务，每个进程会分配一个唯一的PID。

我们这次用老王来举例，假如说老王现在想盖个房子，我们就可以把盖房子这件事作为一个任务，而老王就是负责这个任务的进程。

3.2 线程 Thread

线程是进程的执行实例，是一个程序执行的最小单元，每个进程里的任务会有线程去具体执行。

我们还是继续说老王，现在盖房子这个任务已经确定下来了，但是他发现自己不会盖，要请个工人来盖房子，于是他去外面请了一个工人A，这个工人A要做搬砖和搬木头的工作，此时这个工人A就是一个 进程 ，老王还要求他这两个任务不能差距太大，要同步进行，所以这个工人A只能搬一趟转头，搬一趟木头，这样的操作就是 单线程的并发操作

。

干了两天，工人A不高兴了干的活太多了要加钱，这时老王一看一个人干也确实慢，就去外面又请了一个工人B，此时工人B也就对应着一个 线程 ，老王让工人A继续搬砖，而工人B来负责搬木头，这样两个任务就能同时进行了，这就是 多线程的并行操作 。而且此时工人A和工人B是同时 共享着老王提供的资源 。

3.3 进程与线程+单核与多核

其实刚才老王那个例子已经能解释进程与线程的操作了，但是有些不太谨慎。

• 如果我们使用的是 单核CPU ，那么我们是无法执行并行操作的，只能做到并发，这样来充分调用CPU的资源。
• 如果我们使用的是 多核CPU ，我们才可以真正的意义上做到并行操作。

我们的操作系统在进程或线程间切换是比较消耗资源的，因为要保存当前运行状态的上下文信息，而且进程或线程的切换是由操作系统决定的，到达运行时间之后，操作系统会将当前执行的任务挂起，我们只能等待下个分配到的时间片来继续执行任务。这也就引出来协程的概念。

3.4 协程 Coroutine

就像我们刚才说到的，任务的切换是操作系统来控制，我们有没有什么办法来减小这种开销呢？我们就可以使用协程， 协程我们可以理解为轻量级的线程 。 协程在执行过程中不会由操作系统直接操作，而是由编译器决定，比如协程A说我当前的任务还得一段时间执行完，我可以让出当前占用的资源了，协程A就会通知调度器，由调度器来分配下一个协程执行。