這篇隨筆梳理一下Java併發程式設計的一些基礎概念。包括同步非同步、程序執行緒、併發並行。

同步和非同步是指方法的呼叫，我們用一張圖來形容：

同步方法一旦呼叫後，呼叫者必需等方法執行完畢後才能進行後續的行為；

非同步方法一旦被呼叫則會立即返回，呼叫者可以繼續後面的行為，非同步方法一般會在另外一個執行緒中執行；如果非同步方法有返回結果，通常會由系統通知呼叫者；

其次是程序、執行緒；

程序：

• 程式由指令和資料組成，但這些指令要執行，資料要讀寫，就必須將指令載入至 CPU，資料載入至記憶體。在指令執行過程中還需要用到磁碟、網路等裝置。程序就是用來載入指令、管理記憶體、管理 IO 的。
• 當一個程式被執行，從磁碟載入這個程式的程式碼至記憶體，這時就開啟了一個程序。
• 程序就可以視為程式的一個例項。大部分程式可以同時執行多個例項程序（例如記事本、畫圖、瀏覽器等），也有的程式只能啟動一個例項程序（例如網易雲音樂、360 安全衛士等）

執行緒

• 一個程序之內可以分為一到多個執行緒。
• 一個執行緒就是一個指令流，將指令流中的一條條指令以一定的順序交給 CPU 執行。

比較

• Java 中，執行緒cpu最小排程單位，程序是資源分配的最小單位。 在 windows 中程序是不活動的，只是作為執行緒的容器.
• 程序基本上相互獨立的，而執行緒存在於程序內，是程序的一個子集
• 程序擁有共享的資源，如記憶體空間等，供其內部的執行緒共享
• 程序間通訊較為複雜
  • 同一臺計算機的程序通訊稱為 IPC（Inter-process communication）
  • 不同計算機之間的程序通訊，需要通過網路，並遵守共同的協議，例如 HTTP
• 執行緒通訊相對簡單，因為它們共享程序內的記憶體，比如多個執行緒可以訪問同一個共享變數
• 執行緒更輕量，執行緒上下文切換成本一般上要比程序上下文切換低

最後就是併發和並行了。

併發

　單核 cpu 下，執行緒實際還是序列執行的。作業系統中有一個元件叫做任務排程器，會將 cpu 的時間片（windows下時間片最小約為 15 毫秒）分給不同的程式使用，由於 cpu 線上程間（時間片很短）的切換非常快，我們感覺是同時執行的 。總結為一句話就是： 微觀序列，巨集觀並行。用圖例表示如下，cpu輪流執行這些執行緒。

一般會將這種執行緒輪流使用 CPU

並行

多核 cpu下，每個 核（core） 都可以排程執行執行緒，這時候執行緒可以是並行的。

同樣可以用圖來描述：

總結一下就是(Rob Pike)：

• 併發（concurrent）是同一時間應對（dealing with）多件事情的能力
• 並行（parallel）是同一時間動手做（doing）多件事情的能力

大多時候並行和併發是同時進行的，舉一個生活中的例子來說明：

• 家裡面保姆做飯、打掃衛生、給孩子餵奶，她一個人輪流交替做這多件事，這時就是併發
• 主人又僱了個保姆，她們一起這些事，這時既有併發，也有並行（這時會產生競爭，例如鍋只有一口，一個人用鍋時，另一個人就得等待）
• 又僱了個保姆，三個人一個專做飯、一個專打掃衛生、一個專餵奶，互不干擾，這時是並行。