基本概念

前言

  在我们谈起“并发编程”，其实可以直接简单理解为“多线程编程”，我知道你或许有疑问：“那多进程呢？” C++ 语言层面没有进程的概念，并发支持库也不涉及多进程，所以在本教程中，不用在意。

  我们主要使用标准 C++ 进行教学，也会稍微涉及一些其它库。

并发

并发，指两个或两个以上的独立活动同时发生。

并发在生活中随处可见，我们可以一边走路一边说话，也可以两只手同时做不同的动作，又或者一边看电视一边吃零食。

在计算机中的并发

计算机中的并发有两种方式：

1. 多核机器的真正并行。

2. 单核机器的任务切换。

  在早期，一些单核机器，它要想并发，执行多个任务，那就只能是任务切换，任务切换会给你一种“好像这些任务都在同时执行”的假象。只有硬件上是多核的，才能进行真正的并行，也就是真正的”同时执行任务“。

  在现在，我们日常使用的机器，基本上是二者都有。我们现在的 CPU 基本都是多核，而操作系统调度基本也一样有任务切换，因为要执行的任务非常之多，CPU 是很快的，但是核心却没有那么多，不可能每一个任务都单独给一个核心。大家可以打开自己电脑的任务管理器看一眼，进程至少上百个，线程更是上千。这基本不可能每一个任务分配一个核心，都并行，而且也没必要。正是任务切换使得这些后台任务可以运行，这样系统使用者就可以同时运行文字处理器、编译器、编辑器和 Web 浏览器。

graph TD;
    subgraph "多核机器的真正并行"
        MultiCore[多核机器]
        CPU1[CPU1]
        CPU2[CPU2]
        CPU3[CPU3]

        MultiCore --> CPU1
        MultiCore --> CPU2
        MultiCore --> CPU3

        CPU1 --> Task1[任务1]
        CPU2 --> Task2[任务2]
        CPU3 --> Task3[任务3]
    end

graph TD;
    subgraph "单核机器的任务切换"
        SingleCore[单核机器]
        SingleCore --> OS[操作系统调度]
        OS --> Task1[任务1执行片段]
        Task1 --> OS2[操作系统调度]
        OS2 --> Task2[任务2执行片段]
        Task2 --> OS3[操作系统调度]
        OS3 --> Task3[任务3执行片段]
    end

并发与并行

事实上，对于这两个术语，并没有非常公认的说法。

1. 有些人认为二者毫无关系，指代的东西完全不同。

2. 有些人认为二者大多数时候是相同的，只是用于描述一些东西的时候关注点不同。

我喜欢第二种，那我们就讲第二种。

对多线程来说，这两个概念大部分是重叠的。对于很多人来说，它们没有什么区别。 这两个词是用来描述硬件同时执行多个任务的方式：

• “并行”更加注重性能。使用硬件提高数据处理速度时，会讨论程序的并行性。

• 当关注重点在于任务分离或任务响应时，会讨论程序的并发性。

这两个术语存在的目的，就是为了区别多线程中不同的关注点。

总结

  概念从来不是我们的重点，尤其是某些说法准确性也一般，假设开发者对操作系统等知识有基本了解。

  我们也不打算特别介绍什么 C++ 并发库的历史发展、什么时候你该使用多线程、什么时候不该使用多线程... 类似问题应该是看你自己的，而我们回到代码上即可。