Конкурентность и параллелизм на примере бургеров и салатов

В обеденный перерыв вы оказались на улице, на которую раньше не попадали. Там есть два места, где можно перекусить: палатка с надписью «Конкурентные бургеры» и ресторанчик, который называется «Параллельные салаты».

Изделия обоих заведений выглядят завлекательно, правда, перед ними стоят длинные очереди. Поэтому у вас возникает вопрос о том, в каком из них вас обслужат быстрее.

В «Конкурентных бургерах» работает дама среднего возраста. Она выполняет следующие действия:

— Принимает заказы.

— Переворачивает жарящиеся котлеты для бургеров.

— Накладывает на булочки овощи и котлеты, поливает всё это соусом, выдаёт готовые заказы.

Дама без остановки переключается между этими задачами. Вот она проверяет котлеты на гриле и убирает те, что уже сжарились, потом — принимает заказ, дальше, если есть готовые котлеты, делает бургер, после чего вручает клиенту аппетитный свёрток.

А «Параллельные салаты» укомплектованы командой одинаковых мужчин. На их лицах — дежурные улыбки, во время работы они вежливо переговариваются. Каждый из них делает салат лишь для одного клиента. А именно, каждый принимает заказ, кладёт ингредиенты в чистую миску, добавляет заправку, энергично всё перемешивает, пересыпает получившуюся у него здоровую еду в контейнер, который отдаёт клиенту, а миску отставляет в сторону. А тем временем ещё один работник, такой же, как и остальные, собирает грязные миски и моет их.

Главные различия этих двух заведений заключаются в количестве работников и в том, как именно в них решаются различные задачи:

— В «Конкурентных бургерах» одновременно (но не в точности в одно и то же время) выполняется несколько задач. Там имеется единственный работник, который переключается между задачами.

— В «Параллельных салатах» несколько задач решается одновременно, в точности в одно и то же время. Здесь имеется несколько работников, каждый из которых в некий момент времени решает лишь одну какую-то задачу.

Вы замечаете, что и там и там клиентов обслуживают с одинаковой скоростью. Женщина в «Конкурентных бургерах» ограничена скоростью, с которой её небольшой гриль способен жарить котлеты. А в «Параллельных салатах» используется труд нескольких мужчин, каждый из которых занят на одном салате и ограничен временем, необходимым на приготовление салата.

Вам становится понятно, что «Конкурентные бургеры» (Concurrent Burgers) ограничены скоростью подсистемы ввода/вывода (I/O bound), а «Параллельные салаты» (Parallel Salads) ограничены возможностями центрального процессора (CPU bound).

— Ограничения, связанные с подсистемой ввода/вывода — это когда скорость программы зависит от того, насколько быстро происходит чтение данных с диска или выполнение сетевых запросов. «Подсистемой ввода/вывода» в «Конкурентных бургерах» является процесс приготовления котлет.

— Ограничения, связанные с возможностями центрального процессора, ослабляются при повышении быстродействия процессора. Чем он быстрее — тем быстрее работает программа. В «Параллельных салатах» «скорость процессора» — это скорость, с которой сотрудник способен приготовить салат.

Вы не в состоянии принять решение, пять минут пребываете в глубокой задумчивости, а потом ваш товарищ, который уже кое-что знает о «Бургерах» и «Салатах», выводит вас из оцепенения и приглашает вас присоединиться к нему в одной из очередей.

Обратите внимание на то, что «Параллельные салаты» можно назвать и конкурентным и параллельным рестораном. Дело в том, что тут наблюдается «наличие двух или большего количества действий». Параллельное выполнение кода — это разновидность конкурентного выполнения кода.