多任务、并发和并行

多任务

现实生活中的多任务

有很多的场景中的事情是同时进行的，比如开车的时候 手和脚共同来驾驶汽车，再比如唱歌跳舞也是同时进行的；在线听歌(边下载边听歌);老师边讲边操作等等。

使用程序模拟在线听歌

需求：如标题

import time

def download_music():
    '''模拟下载歌曲 需要5秒钟下载完成'''
    for i in range(5):
        time.sleep(1)
        print('正在下载歌曲%d' %(i+1))

def play_music():
    '''迷你歌曲的播放，需要5秒钟完成'''
    for i in range(5):
        time.sleep(1)
        print('正在播放歌曲%d'%(i+1))

def main():
    download_music()
    play_music()

if __name__ == '__main__':
    main()

运行结果

77.png

分析

很显然刚刚的程序并没有完成下载歌曲和播放歌曲同时进行的要求
如果想要实现“下载与播放”同时进行，那么就需要使用一个新知识，叫做：多任务

多任务

什么叫多任务

什么叫“多任务”呢？简单地说，就是操作系统可以同时运行多个任务。打个比方，你一边在用浏览器上网，一边在听MP3，一边在用Word赶作业，这就是多任务，至少同时有3个任务正在运行。还有很多任务悄悄地在后台同时运行着，只是桌面上没有显示而已。

单核cpu如何执行多任务

现在，多核CPU已经非常普及了，但是，即使过去的单核CPU，也可以执行多任务。由于CPU执行代码都是顺序执行的，那么，单核CPU是怎么执行多任务的呢？
答案就是操作系统轮流让各个任务交替执行，任务1执行0.01秒，切换到任务2，任务2执行0.01秒，再切换到任务3，执行0.01秒……这样反复执行下去。表面上看，每个任务都是交替执行的，但是，由于CPU的执行速度实在是太快了，我们感觉就像所有任务都在同时执行一样。
真正的并行执行多任务只能在多核CPU上实现，但是，由于任务数量远远多于CPU的核心数量，所以，操作系统也会自动把很多任务轮流调度到每个核心上执行。

并发和并行

并发：指的是任务数多于cpu核数，通过操作系统的各种任务调度算法，实现用多个任务“一起”执行（实际上总有一些任务不在执行，因为切换任务的速度相当快，看上去一起执行而已）。
并行：指的是任务数小于等于cpu核数，即任务真的是一起执行的。

一张并发和并行的解释漫画

并发与并行漫画.jpg 并行与并发任务解释图.png