从java视角看并发与并行
并发与并行的定义：
并发与并行，是两个完全不一样的概念，教科书中对其的定义如下：
并发：事件在一段时间内同时发生。
并行：事件在同一刻发生。
通过定义可以看出，并发，是广义上的并行，并行，是狭义上的并发，比如A同学和B同学在10分钟内都把作业做完了，如果这10分钟相对起来是一个非常非常小的时间单位，那么称A 和B是并发，如果A 同学和B同学在枪响的同一刻起跑了，那么 A与B同学是并行。
并发的诞生：
在dos时代，著名的dos操作系统，是单用户单任务，单线程，意味着在同一时刻，只能有一个任务被cpu执行，如果有其他任务，那么必须等待前一个任务执行完毕，这个时代没有任何的并发，虽然曾经有款病毒，可以在dos下蹦出一个乒乓球在屏幕跳，并且不影响当前任务执行，但是该病毒利用的是cpu中断机制。
dos系统逐渐淡出市场，被多任务系统取代，1985年的amiga是首个多任务操作系统，但是它的多任务是基于抢占式，直到win1.0的出现，才实现了真正的多任务操作系统，基于时间片轮询，也就是正式的并发时代开启。
所谓的时间片，即cpu分配给程序执行的时间，使各个程序表面上看起来是一起在执行，例如当一个用户在听歌的同时还在上网，从cpu的角度来讲，是执行听歌的任务x秒，再执行上网的任务x秒，只是这个x秒，足够小，凭人的感知无法感知到间断，这个机制和目前的动态扫描数码管机制是一样的，例如：
虽然看起来在屏幕上显示了12345678的一串数字，实际上是通过段选和位选，先显示了1，再显示2，再显示3以此显示，只是这个间隔时间足够短，肉眼无法识别，于是看起来就是显示了一串数字，如果延长这个时间片的时间，就能够明显的看到是8个数字跳动显示，这也是典型的时间片机制。
通过时间片，可以在广义上看起来让两个任务同时进行，这样大大的提高了cpu的利用率，之所以说是大大的提高，原因在于一个程序员通常并不是全程的cpu计算，还需要外围设备，例如告诉数据总线去内存加载数据，使用io从硬盘加载数据，这些时间，对于cpu来说，是漫长的等待，而采用时间片，则可以在这段等待的时间，继续执行其他的任务，极大的提高了效率。
从jdk1.0开始，java就提供了针对并发编程的框架，就是熟知的Thread 类和Runnable接口，使用子线程编程，只需要考虑业务层的同步，因为每个cpu时间片的切换，cpu在锁存器中会保存之前的状态，以便下一次加载。因此通过继承Thread或者实现Runnable接口，就能够简单的将多个任务切分成一个小单元，并发的执行。
随着计算机的不断发展，cpu的计算能力不断提高，为了充分利用cpu的能力，所有的编程语言也都在不停的改变着，因为cpu的伪并发，会造成很多无意义的调度，而每一次调度，都会造成很大的系统开销，另外在很多时候需要做很多无意义的线程同步和线程通信，于是很多语言相继实现了另一个模型：coroutine，协程，也成为用户形态的轻量级线程，它可以避免cpu无意义的调度所造成的资源浪费，带来的代价就是程序员需要自己承担调度的责任。
java并没有提供 coroutine，不过目前有第三方库，例如kilim，但是在jdk5中，java引入了excutor，将线程保留在池中，减少了创建线程所带来的开销。
并行的出现
随着计算机的发展，单个cpu的利用已经被压榨到了极限，于是出现了多个cpu，也就是多核的时代，多核的编程和单核的编程几乎变得不太一样了，单核中，是没有并行的，因此单核中不用考虑cpu级别的问题，但是在多核下，就不一样了，第一颗核计算的数据，很大可能被第二颗核的任务给修改了，虽然这样并不会带来结果的改变，因为cpu内置机制保证了结果一致，但是却对性能造成了巨大的伤害。一个多颗cpu的系统结构如下所示：
可以看到，每个cpu有自己的cache，其中L1并不是一块，而是两块，分为代码缓存和数据缓存，而三级缓存，是所有核共享的，因此很容易出现cpu伪共享，这些问题也导致了很多代码，一旦放到多核上，性能不但没有提升，反而降低了不少。
在java7中，引入了ForkJoin框架，将一个任务，拆分成多个子任务，放到不同的核上面去执行，最终再合并，这个思路看起来吊炸天了，和有个东西太像了，嗯，就是map reduce，例如需要计算1+2+3+4+5+6
通过forkjoin，则会将其拆分成（1+2）（3+4） （5+6）放到不同的核上去计算，最终再将结果合并。虽然这样的并行框架提供了多核的计算，但是ForkJoin仅仅提供了执行框架，而没有保证性能问题，程序员需要为多核下的性能负责，例如如下代码：
这两段代码，看起来几乎没有啥区别，唯独第二段代码的pojo类，定义了一些根本没有用的变量，但是如果我们使用4个线程，第一个线程修改数组的第一个元素，第二个线程修改第二个元素，以此类推，我们会发现，第一段代码的性能会比第二段的代码差3倍，而他们的区别，仅仅就是第二段代码中，定义了一些尚未使用的变量，而正是这些并没有使用的变量，让代码的性能，瞬间提升了几个档次。其原因就在于longs数组的4个元素，由于VolattileLong只有一个长整型的成员，所以整个数组都将被加载至同一行缓存行，但有4个线程同时操作这条缓存行，于是伪共享就悄悄发生了。而定义的这些并没有使用的对象，将每个对象占用有个缓存行，就避免了这类情况。
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