線程，進程，協程， 併發，並行，同步，異步概念解析

我相信線程，進程，協程， 併發，並行，同步，異步這幾個概念大家在編程過程中肯定會遇到，但是偏偏這幾個概念又那麼類似，很容易讓人模糊，今天我就用這一篇文章來和大家梳理一下這幾個概念。

1. 同步與異步

• 當我們 同步 的執行某個任務時，我們需要等到這個任務執行完給我們反饋結果，我們才能去執行其他的任務。
• 但是 異步 的執行某個任務時，我們可以不用等這個任務結束就去執行另一項任務。就像常用到的異步刷新操作。通過異步執行的任務執行結束後我們可以通過 回調函數 獲得結果。

我們可以明顯的看出同步和異步的差別，那異步操作那麼好為什麼不都使用異步操作呢？同步操作存在的意義是有些任務必須是 按順序執行 的，就像我們去銀行取錢，最起碼的保證你的銀行賬戶裡有錢你才能取，要不然豈不是去搶銀行了:full_moon_with_face:。

2. 併發與並行

2.1 併發 Concurrency

咱們用做早飯來舉例，例如說你還沒起床，你的女朋友已經早早的起來了，在廚房給你準備早飯，她想給你做一份麵包片和煎蛋，她為了能讓你儘快的吃上早飯，開了兩個鍋，一個鍋用來煎蛋，一個鍋用來煎麵包片，但是她為了食物儘可能美味，只能看一下煎蛋的鍋，在去看一下烤麵包片，這樣

你女朋友的這個做早飯的流程就是併發操作，因為她不可能同時將注意力放在兩個鍋上，只能通過逐漸切換注意力的方式來使任務很好的完成。但是如果你的女朋友可以在兩個鍋之間切換的足夠快:joy:，在旁邊看起來就像是她在同時操作兩個鍋 。

2.2 並行 Parallelism

咱們還是用做早餐為例，現在你和你的女朋友在一起已經很久了，她再也受不了天天早上給你做飯的日子了，所以今天早上她把你也拽起來和她一起做飯。同樣還是煎麵包片和煎蛋，這時你和你女朋友一份一個鍋，你在準備煎蛋，你的女朋友在煎麵包片，你倆就這樣很和諧的做著自己的事互不干擾，很快就吃到了美味的早餐。

你和你的女朋友同時做飯，每個人操作一個鍋的方式就是並行操作。

ps:突然將你想到了，原來自己沒有女朋友 。

2.3 圖解併發與並行

假設我們有兩個任務A和B，我們使用併發執行是這樣的。

可以看到雖然A和B作為兩個整體的任務但是未必會直接執行完，而是會在兩個任務間來回切換。因為cpu切換的速度實在太快了，所以我們看起來好像是A和B在同時執行，但其實在每個時間點上只有一個任務在執行。

我們再來看一下並行的方式。

並行操作是指兩個任務同時執行的。

3. 進程，線程與協程

3.1 進程 Process

電腦中每個軟件的啟動就代表一個進程，就是把寫的程序加載到操作系統中來執行預定好的任務。操作系統會為進程分配相應的資源來支撐它完成任務，每個進程會分配一個唯一的PID。

我們這次用老王來舉例，假如說老王現在想蓋個房子，我們就可以把蓋房子這件事作為一個任務，而老王就是負責這個任務的進程。

3.2 線程 Thread

線程是進程的執行實例，是一個程序執行的最小單元，每個進程裡的任務會有線程去具體執行。

我們還是繼續說老王，現在蓋房子這個任務已經確定下來了，但是他發現自己不會蓋，要請個工人來蓋房子，於是他去外面請了一個工人A，這個工人A要做搬磚和搬木頭的工作，此時這個工人A就是一個

。

幹了兩天，工人A不高興了乾的活太多了要加錢，這時老王一看一個人幹也確實慢，就去外面又請了一個工人B，此時工人B也就對應著一個 線程 ，老王讓工人A繼續搬磚，而工人B來負責搬木頭，這樣兩個任務就能同時進行了，這就是 多線程的並行操作 。而且此時工人A和工人B是同時 共享著老王提供的資源 。

3.3 進程與線程+單核與多核

其實剛才老王那個例子已經能解釋進程與線程的操作了，但是有些不太謹慎。

• 如果我們使用的是 單核CPU ，那麼我們是無法執行並行操作的，只能做到併發，這樣來充分調用CPU的資源。
• 如果我們使用的是 多核CPU ，我們才可以真正的意義上做到並行操作。

我們的操作系統在進程或線程間切換是比較消耗資源的，因為要保存當前運行狀態的上下文信息，而且進程或線程的切換是由操作系統決定的，到達運行時間之後，操作系統會將當前執行的任務掛起，我們只能等待下個分配到的時間片來繼續執行任務。這也就引出來協程的概念。

3.4 協程 Coroutine

就像我們剛才說到的，任務的切換是操作系統來控制，我們有沒有什麼辦法來減小這種開銷呢？我們就可以使用協程， 協程我們可以理解為輕量級的線程 。 協程在執行過程中不會由操作系統直接操作，而是由編譯器決定，比如協程A說我當前的任務還得一段時間執行完，我可以讓出當前佔用的資源了，協程A就會通知調度器，由調度器來分配下一個協程執行。

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