并发、并行、同步、异步、阻塞、非阻塞

一、多核、多cpu

（一）多核 Multicore
核是CPU最重要的部分。负责运算。核包括控制单元、运算单元、寄存器等单元。
多核就是指单个CPU中有多个核。

（二）多cpu Multiprocessor
多cpu就是一个系统拥有多个CPU。每个CPU可能有单个核，也可能有多个核。

（三）区别
多核CPU和多CPU的区别主要在于性能和成本。
多核CPU性能最好，但成本最高；
多CPU成本小，但性能较差。

二、并发、并行

（一）并发 Concurrency
并发是多个事件在同一时间段内发生，并不是在同一个时刻发生。通过频繁的分时交替运⾏，给⼈的感觉是同时运⾏，因为分时交替运⾏的时间是⾮常短的。比如执行0.001sA，然后暂停A，执行0.001sB，然后暂停B，执行0.001sA，如此反复。

（二）并行 Parallelism
并行是指多个事件在同一时刻发生。比如同时执行A和B。

（三）并发和并行的区别
并发是轮流处理，而并行是同时处理。
并发和并行的区别就是一个人同时吃三个菜和三个人每人吃一个菜；
单核不能并行，只能并发。
多核或者多cpu既能并行，也能并发。

1.并行，但不并发
执行完A才能执行B，但执行A时，其中的各个子任务可以在同一时刻同时执行。
2.并发，但不并行
执行A时，可以突然中断A转去执行B，执行完B后再去执行A。
3.并发且并行
执行A和B时不仅可以互相打断，还可以在同一时刻同时执行A和B。

三、进程、线程、协程

（一）进程 Process
进程是程序的一次执行过程。
每个进程都有⼀个独⽴的内存空间，拥有自己独立的堆和栈，既不共享堆，亦不共享栈。
同一个程序可以执行多次，这样就产生了多个进程，这多个进程都是独立的。类似于一个类产生多个实例。
进程由操作系统调度。
进程可以创建子进程。

（二）线程 Thread
线程是进程中的⼀个执⾏单元，负责当前进程中程序的执⾏，⼀个进程中⾄少有⼀个线程。
线程拥有自己独立的栈和共享的堆，共享堆，不共享栈。
线程亦由操作系统调度。

单线程和多线程
1.单线程
当进程只有一个线程时，就是单线程。
2.多线程
当进程有多个线程时，就是多线程。

（三）协程 Coroutine
协程，又称微线程，纤程。
协程和线程一样共享堆，不共享栈，但协程由程序员调度。同时，协程也无法使用多核。

（四）多线程与多进程的区别
多线程与多进程的目的都是想尽可能的利用CPU资源，减少CPU的空闲时间，特别是多核环境。
多进程：它最大的优点是稳定性高，因为一个子进程崩溃，不会影响其他进程；但创建进程的开销巨大，操作系统能同时运行的进程数也是有限的。
多线程：比多进程快，但是致命缺点是任何一个线程崩溃都造成整个进程的崩溃，因为所有线程共享进程的内存。

四、同步、异步

同步和异步关注的是消息通信机制。

（一）同步 synchronous
同步就是一个任务在执行某个请求的时候，如果这个请求返回需要很长时间，那么这个任务会不断询问是否已返回信息，直到收到返回信息才继续执行。

（二）异步 asynchronous
异步就是一个任务在执行某个请求的时候，它不会询问是否已返回，而是继续执行下面的操作，当返回信息时再通知这个任务。

（三）区别
区别在于消息通信方向相反。同步是调用方通知被调用方，异步是被调用方通知调用方。同步是调用方主动查询，异步是调用方被动接收。
比如，甲方委托乙方生产衣服，甲方隔两天问乙方生产完了吗，这叫同步；甲方不问，而是等到乙方生产完了通知甲方，这叫异步。

多线程和异步都可以避免阻塞，但异步和多线程不是一个概念。
多线程编程简单。有调度开销。并且线程间的共享变量可能造成死锁的出现。
异步使用回调的方式，没有调度开销，在设计良好的情况下，处理函数可以不必使用共享变量，减少了死锁的可能。编写异步操作的复杂程度较高，程序主要使用回调方式进行处理，与普通人的思维方式有些出入，而且难以调试。

适用范围
当需要执行I/O操作时，使用异步操作比使用多线程更合适。
长时间CPU运算的场合，使用多线程更合适。例如耗时较长的图形处理和算法执行。

五、阻塞、非阻塞

阻塞与非阻塞关注的是程序在等待调用结果时候的状态。涉及CPU线程调度。

（一）阻塞 Blocking
就是调用结果返回之前，该线程会挂起，不释放CPU执行权，但也不做其它事情，只能等待，只有等到调用结果返回了，才能接着往下执行

（二）非阻塞 Non-blocking
就是在没有获取调用结果时，会释放cpu，cpu不会等待。
如果是同步的，通过轮询的方式检查有没有调用结果返回，如果是异步的，会通知回调

（三）区别
在于是否释放cpu
阻塞是cpu空转，白白浪费；
非阻塞是cpu不会空转。

例子
1.同步阻塞：
老张在厨房用普通水壶烧水，一直在厨房等着（阻塞），盯到水烧开（同步）
2.同步非阻塞：
老张在厨房用普通水壶烧水，在烧水过程中，就到客厅去看电视（非阻塞），然后时不时去厨房看看水烧开了没 （同步，主动询问）
3.异步阻塞：
老张在厨房用响水壶烧水，一直在厨房中等着（阻塞），不用盯着，而是等到水壶发出响声（异步），老张知道水烧开了
4.异步非阻塞：
老张在厨房用响水壶烧水，在烧水过程中，就到客厅去看电视（非阻塞），当水壶发出响声（异步），老张就知道水烧开了

例子
如果你想吃一份宫保鸡丁盖饭：
同步阻塞：你到饭馆点餐，然后在那等着，还要一边喊：好了没啊！
同步非阻塞：在饭馆点完餐，就去遛狗了。不过溜一会儿，就回饭馆喊一声：好了没啊！
异步阻塞：你到饭馆点餐，然后在那等着，不喊，而是等做好了给你端上来。
异步非阻塞：在饭馆点完餐，就去遛狗了。等做好了，饭店给你打电话。

六、io

I/O操作包括文件读写、数据库操作、网络请求等。
I/O操作不消耗CPU时间

同步阻塞IO（Blocking IO）BIO
同步非阻塞IO（Non-blocking IO）NIO
异步阻塞IO （IO multiplexing）IO多路复用
异步非阻塞IO 异步IO（Asynchronous IO）AIO

适用场景:
BIO适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，但程序直观简单易理解。
NIO适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂。
AIO使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂

七、多任务

要实现多任务，通常会设计成Master-Worker模式，Master负责分配任务，Worker负责执行任务；因此多任务环境下，通常是一个Master，多个Worker。
多任务可以使用多线程或者多进程。
如果用多线程实现Master-Worker，主线程就是Master，其他线程就是Worker。
如果用多进程实现Master-Worker，主进程就是Master，其他进程就是Worker。
无论是多线程还是多进程，只要Worker数量一多，效率肯定上不去，因为Worker一多，CPU就忙着切换工作，根本没多少时间去执行任务了。

是否采用多任务，还得考虑任务类型。
可以把任务划分为计算密集型和IO密集型。
计算密集型任务的特点是大量的计算，消耗CPU的资源，比如视频解码、计算圆周率。这种任务同时进行的数量应当等于CPU的核心数，这么做是为了降低切换任务所需要的时间，并且它还适合使用运行效率高的代码编写
IO密集型任务特点是CPU消耗很少，任务的大部分时间都在等待IO操作完成。对于这类任务，任务越多，CPU效率越高，但也有一个限度。