1.并发编程概述

优秀软件的一个关键特征就是具有并发性。过去的几十年，我们可以进行并发编程，但是难度很大。以前，并发性软件的编写、调试和维护都很难，这导致很多开发人员为图省事放弃了并发编程。新版.NET 中的程序库和语言特征，已经让并发编程变得简单多了。随着Visual Studio 2012 的发布，微软明显降低了并发编程的门槛。以前只有专家才能做并发编程，而今天，每一个开发人员都能够（而且应该）接受并发编程。

1.1简介

首先，我来解释几个贯穿本书始终的术语。先来介绍并发。

• 并发
  同时做多件事情

这个解释直接表明了并发的作用。终端用户程序利用并发功能，在输入数据库的同时响应用户输入。服务器应用利用并发，在处理第一个请求的同时响应第二个请求。只要你希望程序同时做多件事情，你就需要并发。几乎每个软件程序都会受益于并发。大多数开发人员一看到“并发”就会想到“多线程”。对这两个概念，需要做一下区分。

• 多线程
  并发的一种形式，它采用多个线程来执行程序。

从字面上看，多线程就是使用多个线程，多线程是并发的一种形式，但不是唯一的形式。实际上，直接使用底层线程类型在现代程序中基本不起作用。比起老式的多线程机制，采用高级的抽象机制会让程序功能更加强大、效率更高因此，这里尽量不涉及一些过时的技术。书中所有多线程的方法都采用高级类型，而不是Thread或BackgroundWorker。

一旦你输入new Thread()，那就糟糕了，说明项目中的代码太过时了。

但是，不要认为多线程已经彻底被淘汰了！因为线程池要求多线程继续存在。线程池存放任务的队列，这个队列能够根据需要自行调整。相应地，线程池产生了另一个重要的并发形式：并行处理。

• 并行处理
  把正在执行的大量的任务分割成小块，分配给多个同时运行的线程。

为了让处理器的利用效率最大化，并行处理（或并行编程）采用多线程。当现代多核CPU执行大量任务时，若只用一个核执行所有任务，而其他核保持空闲，这显然是不合理的。并行处理把任务分割成小块并分配给多个线程，让它们在不同的核上独立运行。并行处理是多线程的一种，而多线程是并发的一种。在现代程序中，还有一种非常重要但很多人还不熟悉的并发类型：异步编程。

• 异步编程
  并发的一种形式，它采用future 模式或回调（callback）机制，以避免产生不必要的线程。

一个future（或promise）类型代表一些即将完成的操作。在.NET 中，新版future 类型有Task 和Task。在老式异步编程API 中，采用回调或事件（event），而不是future。异步编程的核心理念是异步操作：启动了的操作将会在一段时间后完成。这个操作正在执行时，不会阻塞原来的线程。启动了这个操作的线程，可以继续执行其他任务。当操作完成时，会通知它的future，或者调用回调函数，以便让程序知道操作已经结束。异步编程是一种功能强大的并发形式，但直至不前，实现异步编程仍需要特别复杂的代码。VS2012 支持async 和await，这让异步编程变得几乎和同步（非并发）编程一样容易。并发编程的另一种形式是响应式编程（reactive programming）。异步编程意味着程序启动一个操作，而该操作将会在一段时间后完成。响应式编程与异步编程非常类似，不过它是基并发编程概述 ｜ 3于异步事件（asynchronous event）的，而不是异步操作（asynchronous operation）。异步事件可以没有一个实际的“开始”，可以在任何时间发生，并且可以发生多次，例如用户输入。

• 响应式编程
  一种声明式的编程模式，程序在该模式中对事件做出响应。

如果把一个程序看作一个大型的状态机，则该程序的行为便可视为它对一系列事件做出响应，即每换一个事件，它就更新一次自己的状态。这听起来很抽象和空洞，但实际上并非如此。利用现代的程序框架，响应式编程已经在实际开发中广泛使用。响应式编程不一定是并发的，但它与并发编程联系紧密，因此本书介绍了响应式编程的基础知识。通常情况下，一个并发程序要使用多种技术。大多数程序至少使用了多线程（通过线程池）和异步编程。要大胆地把各种并发编程形式进行混合和匹配，在程序的各个部分使用合适的工具。