作者: 雅各布·詹科夫
原文: http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/concurrency-vs-parallelism.html
翻譯: 潘深練的個人網站 如您有更好的翻譯版本，歡迎 ❤️ 提交 issue 或投稿哦~
更新: 2022-02-23

併發性和並行性通常用於與多執行緒程式相關的，最早併發性和並行性似乎指的是相同的概念，但其實併發和並行實際上有不同的含義。在這個併發與並行教程中，我將解釋這些概念的含義。

為了清楚起見，在本文中，我討論在單個應用程式（單個程序）中的併發性和並行性。不在多個應用程式、程序或計算機之間。

併發與並行教程視訊

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什麼是併發

併發是指在一個應用程式中同時存在多個任務在執行，同時刻或者說看起來是同一時刻（併發）。

如果計算機只有一個CPU，應用程式可能不會在同一時間完成多個任務，但在應用程式內部一次完成多個任務。要同時在多個任務上取得進展，CPU會在執行期間在不同的任務之間切換。如下圖所示：

什麼是並行執行

並行執行是指計算機具有多個 CPU 或 CPU 核心，並同時在多個任務上取得進展。但是，並行執行並不是指與並行性相同的現象 。稍後我將回到並行性。並行執行如下圖所示：

並行併發執行

可以進行並行併發執行，其中執行緒分佈在多個 CPU 中。因此，在同一個 CPU 上執行的執行緒是併發執行的，而在不同 CPU 上執行的執行緒是並行執行的。下圖說明了並行併發執行。

理解並行性

並行性意味著一個應用程式將其任務拆分成更小的子任務，這些子任務可以並行處理，例如在多個CPU上同時處理。因此，並行性並不是指與並行執行相同的執行模型，即使它們表面上看起來很相似。

為了實現真正的並行性，您的應用程式必須執行多個執行緒，每個執行緒必須在單獨的 CPU/CPU 核心/顯示卡 GPU 核心或類似核心上執行。

下圖顯示了一個更大的任務，它被分為4個子任務。這4個子任務由4個不同的執行緒執行，它們執行在2個不同的CPU上。這意味著，這些子任務的部分是並行執行的（在同一CPU上執行的），而部分是並行執行的（在不同CPU上執行的）。

如果這4個子任務由4個執行緒在各自的CPU上執行（總共4個CPU），那麼任務的執行將是完全並行的。然而，要將一個任務分解成與可用CPU數量一樣多的子任務並不總是那麼容易。通常，將一個任務分解為多個子任務更容易，這些子任務與手頭的任務自然匹配，然後讓執行緒排程器負責在可用CPU之間分配執行緒。

併發和並行組合

綜上所述，併發性指的是多個任務在單個CPU上看似同時取得進展。

另一方面，並行性與應用程式如何並行執行單個任務有關，通常是通過將任務拆分為可以並行完成的子任務。

這兩種執行方式可以在同一個應用程式中組合。我將在下面介紹其中一些組合。

併發，非並行

應用程式可以是併發的，但不能是並行的。這意味著它似乎同時（同時）在多個任務上取得進展，但應用程式會在每個任務上取得進展之間切換，直到任務完成。在並行執行緒/CPU中沒有真正的任務並行執行。

並行，不併發

應用程式也可以是並行的，但不能是併發的。這意味著應用程式一次只能處理一個任務，而這個任務被分解成可以並行處理的子任務。但是，每個任務（+子任務）都是在下一個任務被拆分並並行執行之前完成的。

既不併發也不併行

此外，應用程式既不能是併發的，也不能是並行的。這意味著它一次只能處理一個任務，而且任務永遠不會分解為並行執行的子任務。小型命令列應用程式可能就是這種情況，因為它只有一個作業，太小了，無法並行化。

併發且並行

最後，應用程式還可以通過兩種方式同時併發和並行：

第一種是簡單的並行執行。如果應用程式啟動多個執行緒，然後在多個CPU上執行，就會發生這種情況。

第二種方式是應用程式同時處理多個任務，並將每個任務分解為子任務，同時以並行的方式執行。但是在這種情況下，併發和並行的一些效能優勢可能會丟失，因為計算機中的 CPU 基於在頻繁於併發或並行處理。所以併發且並行，可能只會帶來微小的效能提升甚至可能是效能損失。因此，除非有特殊目的並且已經提前進行了充分分析和測量，否則不建議採用併發並行模型。

（本篇完）

作者: 雅各布·詹科夫
原文: http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/concurrency-vs-parallelism.html
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更新: 2022-02-23