异步、并行、并发详解 - 戈登·拉姆齐主演

我的女朋友目前正在攻读计算机科学学位。我尽量不插手，但有时看到她讲解的概念和主题非常糟糕，我不得不插手。上个季度，她的课程涵盖了并行计算、任务调度和其他操作系统层面的概念。这些概念对于新手程序员来说非常难懂，而她的老师对此也无能为力。我花了一些时间构思了一个易于理解的故事，觉得值得分享。

地狱厨房（我保证它会有结果）

《地狱厨房》（一档糟糕的烹饪真人秀）在我家简直就是罪孽深重的娱乐节目。对于那些不熟悉这部剧的人来说，每一季一开始都有两支厨师队伍，红队和蓝队。每天晚上，他们在不同的厨房里做饭，表现更差的队伍就会永久失去一名成员（冷静点，他们不会杀了那个成员）。下面我粗略地画了一张图，大致就是这样的。

当你在地狱厨房做饭时，你应该了解一些事情。

• “通行证”指的是服务员把订单送到厨房的柜台。在地狱厨房，只有戈登·拉姆齐可以向厨师们下订单。这意味着他的时间必须在红厨房和蓝厨房之间分配。

• 点餐按桌计费。所有菜品均按点单烹制，且必须同时完成（否则食物会变冷）。

该过程如下：

1. 服务员将餐桌的“票”（订单）带到传送带上。
2. 戈登·拉姆齐验证了票据（确保这是一份有效的订单）。然后，他把票据上的菜品叫到相应的厨房。他不会对每个厨师讲话，他们应该在听到这些话时就知道自己的职责是什么。
3. 厨师们开始烹饪，同时互相协调，以确保同时完成菜肴。
4. 所有菜肴都经过上菜环节。戈登·拉姆齐检查每道菜品的质量。
5. 假设每道菜都是正确的（记住，如果一道菜出错，那么所有的菜都会出错），戈登现在会按铃告诉服务员订单已经准备好了。

地狱厨房管道

如果你理解了最后一节，那么你已经理解了并行计算背后最难的概念。让我们快速定义一下我们想要学习的概念。

并行——同一时刻发生的多件事

异步——你开始做某事，但不要等着它完成

并发——无需等待前一个任务完成即可提交多个任务（而不是单个文件行）。

平行线

最简单的是并行。地狱厨房里很多事情都是并行发生的。蓝队的厨师们同时烹饪他们的菜肴，这就是并行。两个厨房也同时烹饪订单，这就是并行。厨师烹饪时，服务员接单，因此服务员与厨师并行工作。问以下问题来判断某件事是否并行：

我是否需要克隆自己来完成这项任务？

如果答案是肯定的，那么很可能是平行的

并发

并发和并行最容易被人们混淆。并发意味着在某个时间段内，同时执行多件事。人类的多任务处理能力是并发的，而不是并行的，因为你无法真正做到“同时做两件事”。

在《地狱厨房》中，戈登·拉姆齐在各个厨房之间来回巡视食物时，实际上是在同时工作。他不是在同时工作，因为那是不可能的，戈登·拉姆齐只有一个。这是一个并发但非并行的例子，因为……

他可以在厨房的左边……

或者右侧...

但绝不会是两边都这样！以这种方式实现并发，就被称为“交错并发”。

并行和并发紧密相关，因为并行是实现并发的一种方法。如果戈登·拉姆齐决定聘请一位新的主厨来管理蓝色厨房，而他自己则管理红色厨房，那么这既是并发，也是并行。

异步

异步任务对人们来说有点棘手。异步简单来说就是启动某项任务后无需等待其完成。

在地狱厨房，服务员会带着票到通道去烹饪食物。他们不会站着等食物做好后再回到餐厅。相反，他们会依靠铃铛来判断订单是否做好。

人们常常对并行/并发和异步任务之间的关系感到困惑。

试想一下，戈登·拉姆齐可以决定，所有事情都由他自己处理，而不是团队烹饪和服务员点餐。他还决定继续管理通行证并收集餐券（毕竟他是戈登·拉姆齐）。由于戈登·拉姆齐只有一个人，这一改变会立即消除餐厅的所有并行性。但只要戈登·拉姆齐不把订单拿到通行证上站着等着（他是唯一一个在工作的人，所以这样做很愚蠢），它就是异步的。

需要注意的是，如果戈登站着等自己做饭，这将是同步的

总而言之，异步任务至少需要并发性，但不需要并行性，尽管并行性也可以。

结论

并行- 您需要克隆吗？

并发——您可以提交多个任务而无需等待前一个任务完成吗？

异步——无需等待某事完成

如果这篇文章有帮助，我还有很多其他概念可以融入到类比中，并且不介意创建另一篇文章。

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