并发编程是指 在同一时间段内执行多个任务或操作的编程方式。这些任务可能并不在同一时刻运行,但它们在逻辑上是“同时”进行的。并发编程的目的是提高程序的执行效率和响应速度,特别是在处理大量数据、响应多个请求或实现高效的用户界面时。
并发编程与并行编程的区别在于:
并发:多个任务在同一时间段内交替执行,可能是同时执行,也可能是单核 CPU 上轮流执行。系统通过上下文切换来管理多个任务,这种切换的发生频率较高,因此感觉上是多个任务同时进行。
并行:多个任务在同一时间段内真正同时执行,通常是在多核 CPU 上,每个任务在不同的 CPU 核心上并行处理。
并发编程的核心概念包括:
线程:
线程是操作系统进行任务调度的最小单位。在并发编程中,可以创建多个线程来执行不同的任务,实现并发执行。
进程:
进程是程序在计算机中执行时的实例。每个进程都有自己的独立内存空间和系统资源,可以通过创建多个进程来实现并发执行。
共享资源:
多个线程或进程可能同时访问共享的资源,如内存、文件等。在并发编程中,需要使用同步机制来保证对共享资源的访问是安全的,避免出现竞态条件等问题。
异步:
任务可以独立执行,不需要等待其他任务的完成。
并发编程可以通过多线程、多进程或异步编程等技术实现。在实现并发编程时,需要注意任务之间的同步和互斥,以确保数据的一致性和正确性。
总结:
并发编程是一种强大的工具,它能让程序同时执行多个任务,从而提高程序的效率。通过合理的调度和同步机制,并发编程可以充分利用多核处理器的计算能力,提升程序的性能和响应速度。