面试常见概念区分：并发与并行、同步与异步、阻塞与非阻塞、线程同步与互斥

面试常见概念区分：并发与并行、同步与异步、阻塞与非阻塞、线程同步与互斥

在编程和系统设计中，我们常常会遇到并发、并行、同步、异步、阻塞、非阻塞、线程同步与互斥等概念。这些概念虽然常见，但很容易混淆。本文将通过通俗易懂的方式，结合实际例子，帮助你深入理解这些核心概念。

1. 并发和并行

并发（Concurrency）

并发是指宏观上看起来多个任务同时运行，但在微观上，这些任务的指令是交织着运行的。例如，在单核CPU上运行多任务时，虽然看起来像是同时运行，但实际上CPU在不同任务之间快速切换，每个任务的指令是穿插执行的。这种并发并不能真正提高计算机的性能，但可以提高资源利用率和效率。

并行（Parallelism）

并行是指严格物理意义上的同时运行。例如，在多核CPU上，多个任务可以分别在不同的核心上同时运行，互不影响。在单个周期内，每个核心都可以执行自己的指令，因此并行确实提高了计算机的性能。这也是现代CPU向多核发展的主要原因。

总结：

• 并发是任务在时间上交替执行，宏观上看起来同时运行。
• 并行是任务在物理上同时运行，真正提高了性能。

2. 同步和异步

同步和异步关注的是消息通信机制（synchronous communication / asynchronous communication）。

同步（Synchronous）

同步通信是指调用者在发出调用后，必须等待调用结果返回才能继续执行。换句话说，调用者会主动等待调用的结果。例如，你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书，老板会说“稍等，我查一下”，然后开始查找。在老板找到结果并告诉你之前，你只能等待。

异步（Asynchronous）

异步通信是指调用者在发出调用后，不会等待结果返回，而是继续执行其他任务。结果通过回调函数或其他方式通知调用者。例如，你问书店老板有没有书，老板直接说“我查一下，查好了打电话给你”，然后挂电话。你不需要等待结果，可以先去做别的事情，老板查到结果后会主动打电话通知你。

总结：

• 同步：调用者等待结果返回。
• 异步：调用者不等待结果，通过回调或其他方式获取结果。

3. 阻塞和非阻塞

阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果时的状态。

阻塞（Blocking）

阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起，无法执行其他任务。例如，你打电话问书店老板有没有书，然后一直等待结果，直到老板告诉你答案。

非阻塞（Non-blocking）

非阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程不会被挂起，可以继续执行其他任务。例如，你问书店老板有没有书，然后不等结果，先去做别的事情。过一会儿再检查老板是否回复了。

总结：

• 阻塞：线程在等待结果时被挂起。
• 非阻塞：线程在等待结果时可以继续执行其他任务。

注意： 阻塞与非阻塞与同步异步无关。同步可以是阻塞的，也可以是非阻塞的；异步也可以是阻塞的，也可以是非阻塞的。

4. 线程同步和互斥

线程同步（Thread Synchronization）

线程同步是指线程之间存在的一种制约关系，一个线程的执行依赖于另一个线程的消息。当一个线程没有得到另一个线程的消息时，它会等待，直到消息到达才继续执行。例如，线程A需要线程B的结果才能继续执行，线程A就会等待线程B完成。

线程互斥（Thread Mutual Exclusion）

线程互斥是指多个线程对共享资源的访问是排他性的。当一个线程正在访问共享资源时，其他线程必须等待，直到当前线程释放资源。例如，多个线程都要访问一个共享变量，但同一时刻只能有一个线程访问。

总结：

• 线程同步：线程之间存在依赖关系，需要等待消息。
• 线程互斥：多个线程对共享资源的访问是排他性的。

总结

本文通过通俗易懂的例子，帮助你理解了并发、并行、同步、异步、阻塞、非阻塞、线程同步与互斥等核心概念。这些概念在编程和系统设计中非常重要，理解它们可以帮助你更好地设计高效、可靠的系统。

如果你对这些概念还有疑问，欢迎在评论区留言，我们一起讨论！