并行(Parallelism)和并发(Concurrency)是计算机科学中两个相关但不同的概念,它们都涉及多任务处理,但在执行方式和目标上有重要区别:
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并行(Parallelism):
- 定义:并行是指同时执行多个任务或操作,它们可以在同一时刻开始和结束。这通常涉及到多个处理单元(如CPU核心)或多台计算机同时执行不同的任务。
- 目标:目的是提高系统性能,通过充分利用硬件资源来加速任务的执行。并行通常用于处理计算密集型任务,例如图像处理、科学计算、视频编码等。
- 例子:在多核处理器上同时执行多个线程,或者将计算任务分发给多台服务器并同时处理它们。
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并发(Concurrency):
- 定义:并发是指多个任务在同一时间段内执行,它们可能会交替执行,但不一定在完全相同的时刻。并发通常涉及多个独立的任务共享资源,它们可以同时存在,但不一定同时执行。
- 目标:目的是提高系统的效率和响应性,允许多个任务在相同的时间段内交替执行,从而减少等待时间。并发通常用于处理I/O密集型任务,例如网络通信、文件操作、用户界面等。
- 例子:一个操作系统可以同时运行多个应用程序,每个应用程序可能包含多个线程,这些线程在不同的时间片段内交替执行。
关键区别:
- 并行是同时执行多个任务,目的是提高性能,通常需要多个独立的处理单元。
- 并发是在同一时间段内执行多个任务,目的是提高效率和响应性,任务可以交替执行,但不一定需要多个独立的处理单元。
- 并行更适用于计算密集型任务,而并发更适用于I/O密集型任务。
- 并行需要硬件支持,如多核处理器,而并发可以在单核处理器上实现。
- 并行通常需要更复杂的编程和同步机制,以确保任务之间不会相互干扰,而并发需要处理竞态条件和资源共享的问题。
需要注意的是,并行和并发经常结合使用,尤其在现代多核处理器上,系统可以同时实现并行和并发以提高性能和效率。
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