这是 Python 并发编程学习笔记的开篇，将会从并发编程涉及的概念以及实现角度来归纳之前的学习成果，包括常见的进程线程协程问题以及现存的活跃度高的 Python 异步编程框架，可以说是为之后高并发的实现做的铺垫。这一篇主要是阐述了三组不同但经常会被混淆的概念：并发/并行、同步/异步、阻塞/非阻塞。
并行与并发
以下的说明都以 socket 服务器为例，来对比并发和并行的概念。
- 并行 Parallelism : 指两个或者多个事件在同一时刻发生。以 可独立执行的进程集合 的方式编程。
- 并发 Concurrency : 指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。以 可同时执行的（可能相关的）计算指令 的方式编程。
并发
比方说，服务器能建立 1000 个 TCP 连接，即服务器同时维持了 1000 个 socket，那么并发量就是 1000，但是服务器计算机只有单核或者 8 核，16 核等，实际上 1000 个 socket 连接也是要分时处理的。
并发在小粒度层面上还不算严格意义上的同时。
并行
而并行就是实际上同时在运行的任务，同样拿上面这个 socket 服务器来说，假如服务器的编程语言(不是像 Python 的 GIL 是单线程分时那样的”多线程”)充分利用了服务器计算机的多核心性能，那么并行数就是 8(8核)或者 16(16核)。
由此可见,并发更多的是逻辑意义(可以特指为代码层面)上的同时，有并行的潜力(假如服务器计算机就有 1000 个核心也说不定啊哈哈)，而并行更多的关注到物理运行状态。
相关引用
- 根据 CSAPP(《深入理解计算机系统》)的描述，并行是并发的真子集，即存在
[并发程序[并行程序, 串行程序], 顺序程序]的包含关系。 - 根据《七周七语言》的描述， 并发是指同时有很多事要做，你可以串行处理也可以并行处理。并行是指同时做多件事。因此并发和并行是相关的，但是是不同的两个概念。
举例说明
假如你在上课过程中(程序运行)，一边听老师讲课，一边在课桌下偷偷看小说，在宏观层面上 定义 你是在同时干两件事(并发)，但是大脑( CPU 资源)一般人是有限的，这里类比为单核，那么实际上没有同时执行(即没有既听到课又看到书)。虽然是同时在干两件事，实际上执行的大概就只是看小说吧! :)
同步/异步 与 阻塞/非阻塞
（同步/异步） 以及 （阻塞/非阻塞） 的概念经常会混为一谈（尽管他们是两组不同的概念），用于描述任务之间（以消息通知方式）协作的处理模式。而上面所提到的并发，定义为多个事件同时发生，如果我们把这些同时发生的事件理解为是我们自己执行的多个任务（在计算机层面上来说确实如此），就会存在多任务协作的可能。
举个例子
对于“利用消息通知来相互协作来完成任务”，你会想到什么场景呢？这里我举一个不常见的例子：老板让员工 A 去银行办理业务 C（要完成的目标任务），A 去和银行业务人员 B 洽谈交接（以消息通知方式，在这里 A 就是消息的发起方，B 就是消息的接收方/响应方），A 告诉了 B 他的来意，B 说“目前人太多你，你先拿号排队吧”，于是乎 A 就取号然后在现场玩起了手机，不时看看到自己了没有（同步轮询），好一会终于轮到 A 了（以上过程表现为：同步非阻塞），B 告诉 A 需要现场提交资料。A 提交了一些必要的资料给到 B，B 先检查资料是否齐全，A 就在现场静静地等待 B 的检查结果（以上过程表现为：同步阻塞），片刻之后 B 告诉 A，“你的资料齐全，之后我会到提交监管部门审核，大概 3 天之后会得到监管部门的结果再通知你”，A 说“好的，到时你打这个电话通知我”（设置回调），之后 A 离开银行不处理和 C 相关的工作。3 天之后 B 打电话（回调调用）告诉 A 审核通过，A 继续处理业务 C 相关的工作（以上过程表现为：异步）直到完成，最后报告老板。
这个例子几乎包含了我们下面要介绍的所有内容，而且我们可以轻易的发现，这里表现为 （同步/异步） 以及 （阻塞/非阻塞） 的行为几乎都是发生在消息通信的过程中。
让我们抽象一点表述
继续从消息通信这个点切入，（同步/异步）是从 获得消息响应的机制 角度来考虑的，而（阻塞/非阻塞）是从 等待消息消息时的状态 来考虑的。
无论是同步还是异步，阻塞还是非阻塞，角度的出发点都是对于消息发起人而言。
同步意味着当前只关注一个任务，比如你一直需要专注于交流这件事情，对方不回答、不响应之前我不能继续我的下一个任务；
而异步就是我（消息发起方）知道我会有人告诉我事情的结果，响应我的请求，但我不会傻等而是继续下一个任务，我告诉他如果搞定要如何提醒我（设置回调，或者让其返回一个 Task “任务”），之后就去干别的事情，也就是说不会等待，但是我可以根据需要随时问他结果（调用 Task），或者他搞定之后通知我（调用回调）。那么这就意味着，异步是没有（阻塞/非阻塞）之分的。
同步
同步在编程世界中非常常见，因为它符合我们的常规思维，是一种保证序列顺序可靠的做法，而编程大多数情况下都是需要顺序完成的（如同计算机的构造，也是顺序执行指令为主）。
脱离消息通信仅从任务的角度来说，同步意味着多个任务之间协同步调，共同完成一个大任务。但是实际情况是，任务自身完成的条件和具体内容都是不同的，所以任务完成有先有后。如果一个任务需要另外一个或多个任务完成它才能继续完成，那么这个大任务就可以说是采用了同步处理的方式。
结合消息通信来说，同步表现为消息发起方需要一直等待响应方响应，才能继续下一个通信执行。
异步
异步的概念是相对于同步来说的，他们的不同点在于作为调用方/发起方，我到底等不等对方响应。
即便也是在多个任务共同完成一个大任务的背景下，也同样是存在任务之间的相互依赖，异步处理就非常“任性”：即使我依赖你的完成结果，但是我也只是告诉你你要完成什么目标，到时候你通过什么渠道把完成结果告诉我（异步其实并没有要求这一个动作，只不过这是一个可靠性的保证，保证依赖的任务一定会完成），我继续做我接下来要做的事情。
结合消息通信来说，异步表现为消息发起方/调用方发起消息之后，不会等待响应方响应而继续执行，把这个担子丢给响应方，让它自己在实际处理完成后通过状态、通知或者回调来告诉发起方。
Node.js 就是一个常见的异步单线程的编程模型。
阻塞
阻塞/非阻塞可以理解为要不要“傻等”，因为在异步处理中是直接继续下一个任务或是任务的下一步操作，因此就没有所谓的等待。在同步中过程中，如果依赖的任务没有完成，在等待期间我要干什么，或者是说我表现出怎样的态度（状态）就是阻塞和非阻塞的分别。
那么从消息通信的角度来说，消息通信的主体必定具有最少两个状态，等待和非等待。具体到如 IPC 上来说，进程/线程的状态来说，涉及到必定有 就绪、运行以及等待/阻塞 这三个状态。在同步阻塞中，执行任务中的线程/进程会进入到等待/阻塞状态，不释放 CPU 资源，同时也不干其他事情，直到得到进程/线程调用结果（消息响应）才会继续下一步操作。
非阻塞
顾名思义，非阻塞作为与阻塞相对的概念，意味着它是不进入到所谓的等待状态，而是继续执行。具体到如 IPC 而言，线程/进程不进入到 blocking 状态，释放 CPU 资源，执行该如何处理就继续如何处理，但是会有另外机制去轮询看是否得到返回结果。
但是非阻塞和异步之间的区别在于，异步是把得到响应的担子丢给了响应方，由响应方自己根据发起方提供的手段返回响应，而非阻塞则需要有单独的轮询机制，由发起方不时的试探响应到底产生了没有。
小结
在介绍并发编程中，把这几个经常会出现的抽线概念先解释了一遍，目的在于在以后的篇幅中，可以降低理解的门槛或者说统一一下口径。因为我们之后会发现，所有的这些并发编程技巧亦或者是异步框架，他们的设计思想几乎都离不开这些概念。下面我们会深入到进程、线程以及协程的角度去理解并发编程。