Почему путаница существует
Путаница существует, потому что значения обоих слов в словаре почти одинаковы:
- параллельный : существующий, происходящий или выполненный в одно и то же время (dictionary.com)
- Параллельно : очень похоже и часто происходит одновременно (Merriam Webster).
Однако то, как они используются в информатике и программировании, совершенно иное. Вот моя интерпретация:
- Параллельность : прерывистость
- Параллелизм : независимость
Так что я имею в виду под вышеприведенными определениями?
Я поясню с реальной аналогией. Допустим, вы должны выполнить 2 очень важных задания за один день:
- Получить паспорт
- Подготовьте презентацию
Теперь проблема в том, что задача 1 требует, чтобы вы пошли в чрезвычайно бюрократическое правительственное учреждение, которое заставляет вас ждать 4 часа в очереди, чтобы получить свой паспорт. Между тем, задача-2 требуется вашим офисом, и это критически важная задача. Оба должны быть закончены в определенный день.
Случай 1: последовательное выполнение
Обычно вы едете в паспортный стол на 2 часа, ждете в очереди 4 часа, выполняете задание, возвращаетесь на два часа назад, возвращаетесь домой, еще 5 часов бодрствуете и делаете презентацию.
Случай 2: одновременное выполнение
Но ты умный. Вы планируете заранее. Вы носите с собой ноутбук и, ожидая в очереди, начинаете работать над презентацией. Таким образом, как только вы вернетесь домой, вам просто нужно работать 1 дополнительный час вместо 5.
В этом случае обе задачи выполняются вами по частям. Вы прервали задание на паспорт во время ожидания в очереди и работали над презентацией. Когда вам позвонили, вы прервали презентацию и переключились на паспорт. Экономия времени была по существу возможна благодаря прерыванию обеих задач.
Параллелизм, IMO, можно понимать как свойство «изоляции» в ACID . Две транзакции базы данных считаются изолированными, если субтранзакции могут выполняться любым и любым способом с чередованием, и конечный результат такой же, как если бы две задачи выполнялись последовательно. Помните, что как для паспортных, так и для презентационных задач вы являетесь единственным исполнителем .
Случай 3: параллельное выполнение
Теперь, когда вы такой умный парень, вы, очевидно, выше, и у вас есть помощник. Поэтому, прежде чем уйти, чтобы начать задание на паспорт, позвоните ему и скажите, чтобы он подготовил первый проект презентации. Вы тратите весь свой день и заканчиваете задание на паспорт, возвращаетесь и видите свои письма, и вы находите черновик презентации. Он проделал довольно солидную работу и с некоторыми правками еще через 2 часа, вы дорабатываете.
Теперь, поскольку ваш помощник такой же умный, как и вы, он мог работать над ним независимо , без необходимости постоянно запрашивать у вас разъяснения. Таким образом, из-за независимости задач, они выполнялись одновременно двумя разными исполнителями .
Все еще со мной? Хорошо ...
Случай 4: одновременно, но не параллельно
Помните свое паспортное задание, где вы должны ждать в очереди? Поскольку это ваш паспорт, ваш помощник не может ждать вас в очереди. Таким образом, задание на паспорт имеет возможность прерывания (вы можете остановить его, ожидая в очереди, и возобновить его позже, когда будет набран ваш номер), но нет независимости. (ваш помощник не может ждать вместо вас).
Случай 5: параллельно, но не одновременно
Предположим, что в правительственном учреждении есть проверка безопасности для входа в помещение. Здесь вы должны удалить все электронные устройства и передать их сотрудникам, и они вернут ваши устройства только после того, как вы выполните свою задачу.
В этом случае задача паспорта не является ни независимой, ни прерываемой . Даже если вы ждете в очереди, вы не можете работать над чем-то другим, потому что у вас нет необходимого оборудования.
Точно так же, скажем, презентация настолько математична по своей природе, что вам требуется 100% концентрация в течение как минимум 5 часов. Вы не можете сделать это, ожидая очереди на паспорт, даже если у вас есть ноутбук.
В этом случае задание на презентацию является независимым (вы или ваш помощник можете приложить 5 часов целенаправленных усилий), но не прерываемым .
Случай 6: параллельное и параллельное выполнение
Теперь скажем, что помимо назначения помощника на презентацию, вы также носите с собой ноутбук для выполнения паспортного задания. При ожидании в очереди вы видите, что ваш помощник создал первые 10 слайдов в общей колоде. Вы отправляете комментарии к его работе с некоторыми исправлениями. Позже, когда вы вернетесь домой, вместо 2 часов, чтобы доработать проект, вам просто понадобится 15 минут.
Это стало возможным, потому что задача презентации имеет независимость (любой из вас может это сделать) и возможность прерывания (вы можете остановить ее и возобновить позже). Таким образом, вы одновременно выполняли обе задачи и параллельно выполняли задачу представления.
Допустим, что в дополнение к чрезмерной бюрократии правительственный орган коррумпирован. Таким образом, вы можете показать свою идентификацию, ввести ее, начать ждать в очереди для вызова вашего номера, подкупить охранника и кого-то еще, чтобы удержать вашу позицию в линии, улизнуть, вернуться до того, как ваш номер будет вызван, и возобновить ожидание сами.
В этом случае вы можете выполнять как паспортные, так и презентационные задачи одновременно и параллельно. Вы можете улизнуть, и ваша позиция удерживается вашим помощником. Вы оба можете работать над презентацией и т. Д.
Вернуться к информатике
В вычислительном мире, вот примеры сценариев, типичных для каждого из этих случаев:
- Случай 1: обработка прерываний.
- Случай 2: когда есть только один процессор, но все выполняющиеся задачи имеют время ожидания из-за ввода-вывода.
- Случай 3: часто встречается, когда мы говорим о кластерах с уменьшением карты или hadoop.
- Случай 4: Я думаю, что Случай 4 редок. Это не редкость для задачи быть параллельной, но не параллельной. Но это может случиться. Например, предположим, что для вашей задачи требуется доступ к специальному вычислительному чипу, доступ к которому возможен только через процессор-1. Таким образом, даже если процессор-2 свободен, а процессор-1 выполняет какую-то другую задачу, специальная вычислительная задача не может продолжаться на процессоре-2.
- Случай 5: также редкий, но не такой редкий, как случай 4. Непоследовательный код может быть критической областью, защищенной мьютексами. Как только он запущен, он должен выполняться до завершения. Однако две разные критические области могут развиваться одновременно на двух разных процессорах.
- Случай 6: IMO, большинство дискуссий о параллельном или параллельном программировании в основном говорят о случае 6. Это сочетание и совпадение как параллельных, так и параллельных выполнений.
Параллелизм и Go
Если вы понимаете, почему Роб Пайк говорит, что параллелизм лучше, вы должны понять, что причина в этом. У вас очень длинная задача, в которой есть несколько периодов ожидания, когда вы ожидаете некоторых внешних операций, таких как чтение файла, загрузка по сети. В своей лекции все, что он говорит, это «просто разбейте эту длинную последовательную задачу, чтобы вы могли сделать что-то полезное, пока ждете». Вот почему он говорит о разных организациях с разными сусликами.
Теперь сила Go заключается в том, чтобы сделать этот взлом действительно легким с помощью goключевых слов и каналов. Кроме того, существует отличная базовая поддержка во время выполнения для планирования этих подпрограмм.
Но по сути, параллелизм лучше параллелизма?
Яблоки лучше апельсинов?
