并发编程介绍

串行、并行与并发的区别

有任务A、B、C，一个CPU去执行他们，有几种方式
1、一个cpu按顺序执行ABC，这就是串行（serial）
2、当任务数小于cpu核数，多个任务同时一起执行，这就是并行（parallelism）
3、切片执行，交替处理ABCABC任务时，就是并发（concurrency）。一般是是任务数多余
cpu核数，通过操作系统的各种任务调度算法，实现用多个任务“一起”执行

进程、线程、协程的区别

进程

**进程（Process）**是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动
对于操作系统来说，一个任务就是一个进程（Process），比如打开一个浏览器就是启动一个浏览器进程，就启动了一个记事本进程，打开两个记事本就启动了两个记事本进程，打开一个Word就启动了一个Word进程。

线程

**线程（Thread）**是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。
有些进程还不止同时干一件事，比如微信，它可以同时进行打字聊天，视频聊天，朋友圈等事情。在一个进程内部，要同时干多件事，就需要同时运行多个“子任务”，我们把进程内的这些“子任务”称为线程（Thread）。

协程

协程，Coroutines，也叫作纤程(Fiber)，是一种在线程中，比线程更加轻量级的存在，由程序员自己写程序来管理。当出现IO阻塞时，CPU一直等待IO返回，处于空转状态。这时候用协程，可以执行其他任务。当IO返回结果后，再回来处理数据。充分利用了IO等待的时间，提高了效率。

乔布斯想开工厂生产手机，费劲力气，制作一条生产线，这个生产线上有很多的器件以及材料。一条生产线就是一个进程。

只有生产线是不够的，所以找五个工人来进行生产，这个工人能够利用这些材料最终一步步的将手机做出来，这五个工人就是五个线程。

因此，为了提高效率，有以下办法：
1、一条生产线上多招些工人，一起来做手机，这样效率是成倍増长，即单进程多线程方式
2、多条生产线，每个生产线上多个工人，即多进程多线程
3、乔布斯深入一线发现工人不是那么忙，有很多等待时间。于是规定：如果某个员工在等待生产线某个零件生产时 ，不要闲着，干点其他工作。也就是说：如果一个线程等待某些条件，可以充分利用这个时间去做其它事情，这就是：协程方式。

操作系统中：

1、线程是程序执行的最小单位，而进程是操作系统分配资源的最小单位；
2、一个进程由一个或多个线程组成，线程是一个进程中代码的不同执行路线；
3、进程之间相互独立，但同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号)，某进程内的线程在其它进程不可见；
4、调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
进程(Process)：拥有自己独立的堆和栈，既不共享堆，也不共享栈，进程由操作系统调度；进程切换需要的资源很最大，效率低
线程(Thread)：拥有自己独立的栈和共享的堆，共享堆，不共享栈，标准线程由操作系统调度；线程切换需要的资源一般，效率一般（当然了在不考虑GIL的情况下）
协程(coroutine)：拥有自己独立的栈和共享的堆，共享堆，不共享栈，协程由程序员在协程的代码里显示调度；协程切换任务资源很小，效率高

并发编程解决方案

如上，因此多任务的实现有3种方式：
1 多进程模式
2 多线程模式
3 多进程+多线程模式

启动多个进程，每个进程虽然只有一个线程，但多个进程可以一块执行多个任务
启动一个进程，在一个进程内启动多个线程，这样，多个线程也可以一块执行多个任务
启动多个进程，每个进程再启动多个线程，这样同时执行的任务就更多了，当然这种模型更复杂，实际很少采用。

同步和异步介绍

同步和异步强调的是消息通信机制 (synchronous communication/asynchronous ommunication)。同步(synchronous)：A调用B，等待B返回结果后，A继续执行异步(asynchronous )：A调用B，A继续执行，不等待B返回结果；B有结果了，通知A，A再做处理。