0x00 操作系统的基本特性

谈到并发与并行，就不得不学习一下操作系统的基本特性，包括：并发、共享、虚拟与异步，其中，

并发特性为操作系统的最重要特性，其他三个特征都是以并发特征为前提的。

0x01 并发性

并发性concurrence与并行性Parallel与是即相似又区别的两个概念。

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并发	并行
同一时间段内，宏观上的同时运行	同一时刻，同时运行
互相抢占资源	互相不抢占资源

并发性concurrence：是指两个或多个事件在同一时间段内发生。在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行。

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并行性Parallel：是指两个或多个事件在同一时刻发生；当系统有一个以上CPU时，当一个CPU执行一个进程时，另一个CPU可以执行另一个进程，两个进程互不抢占CPU资源，可以同时进行，这种方式我们称之为并行(Parallel)。

注：决定并行的因素不是CPU的数量，而是CPU的内核数量，单个CPU多核也可以并行。

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如下图所示，分别为并发和并行：

所以，并发是在一段时间段内宏观上多个程序同时运行，并行是在某一时刻，真正有多个程序在运行。并发，之所以可以视为同时运行，是由于计算机运算时间很快，让人感觉到程序运行是在同时的。

并行和并发的区别：

并发，指的是多个事情，在同一时间段内同时发生了。
并行，指的是多个事情，在同一时间点上同时发生了。

并发的多个任务之间是互相抢占资源的;
并行的多个任务之间是不互相抢占资源的；

只有在多CPU或者一个CPU多核的情况中，才会发生并行。否则，看似同时发生的事情，其实都是并发执行的。

0x02 共享性

在操作系统环境下，所谓共享(Sharing)，是指系统中的资源可供内存中多个并发执行 的进程(线程)共同使用，相应地，把这种资源共同使用称为资源共享，或称为资源复用。

共享方式：互斥共享方式、同时访问方式

0x03 虚拟技术

操作系统中的所谓**“虚拟”(Virtual)，是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体(前者)是实的，即实际存在的，而后者是虚的，仅是用户感觉上 的东西。相应地，用于实现虚拟的技术称为虚拟技术**。在操作系统中利用了两种方式实现 虚拟技术，即时分复用技术和空分复用技术。

0x04 异步性

在多道程序环境下允许多个进程并发执行，但只有进程在获得所需的资源后方能执行。在单处理机环境下，由于系统中只有一台处理机，因而每次只允许一个进程执行，其余进程只能等待。当正在执行的进程提出某种资源要求时，如打印请求，而此时打印机正在为其它某进程打印，由于打印机属于临界资源，因此正在执行的进程必须等待，且放弃处理机，直到打印机空闲，并再次把处理机分配给该进程时，该进程方能继续执行。可见，由于资源等因素的限制，使进程的执行通常都不是“一气呵成”，而是以“停停走走”的方式运行。

内存中的每个进程在何时能获得处理机运行，何时又因提出某种资源请求而暂停，以及进程以怎样的速度向前推进，每道程序总共需多少时间才能完成，等等，这些都是不可预知的。由于各用户程序性能的不同，比如，有的侧重于计算而较少需要 I/O，而有的程序其计算少而 I/O 多，这样，很可能是先进入内存的作业后完成，而后进入内存的作业先完成。或者说，进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性(Asynchronism)。尽管如此，但只要在操作系统中配置有完善的进程同步机制，且运行环境相同，作业经多次运行都会获得完全相同的结果。因此，异步运行方式是允许的，而且是操作系统的一个重要特征。

参考：https://www.cnblogs.com/xc-chejj/p/10813692.html
参考：计算机操作系统第三版(原版)+汤小丹