名詞定義
- 併發：單位時間內多個程序在同一 CPU上處於「已啟動到運行完畢」之間。包含同步與互斥關係。
- 互斥：進程搶佔臨界資源，同一時刻僅一個進程可用。
- 同步：進程間相互依賴，前一個輸出是後一個輸入；無輸出則等待。
- 偽併發 vs 真併發：單核分時複用為偽併發；多核同時執行為真併發。
- 並行：多處理器上多任務同時執行。並行必併發，併發不必並行。
- 多線程：程式設計邏輯層概念，進程內並發執行的代碼片段，可實現切換執行。
- 異步：調用者不等待被調用者完成，繼續執行後續邏輯。多線程是實現異步的手段之一（亦可用多進程、事件循環等）。
生活化例子：燒水、舉鐵、洗衣
| 任務 | 步驟與耗時 |
|---|
| 燒水 | 準備1分 → 等待8分 → 關火1分 |
| 舉鐵100下 | 持續10分（CPU 密集） |
| 洗衣 | 準備1分 → 等待5分 → 關機1分 |
單核同步：27 分鐘
依序執行，等待期間 CPU 空轉。
單核異步（多線程模擬）：14 分鐘
利用等待間隙切換任務：
準備燒水(1) + 準備洗衣(1) + 舉鐵50下(5) + 關洗衣機(1) + 舉鐵20下(2) + 關燒水機(1) + 舉鐵30下(3) = 14 分鐘。
雙核異步並行：10 分鐘
- 核心1：準備燒水(1) + 舉鐵50下(5) + 等待3 + 關火(1)
- 核心2：準備洗衣(1) + 舉鐵50下(5) + 關洗衣機(1) + 等待3
真正同時執行，總耗時取決於最長鏈路。
關鍵洞見
- 同步 vs 異步：I/O 等待時，同步阻塞浪費 CPU；異步切走做別事。
- CPU 密集任務（如舉鐵）在單核下，多線程無優勢（甚至因切換開銷變慢）。
- 多線程 ≠ 異步：多線程是實現異步的常用手段，但寫正確的異步代碼比多線程難；多線程本質仍是同步執行，靠 OS 調度實現「準異步」。
- 多核才是質變：只有多核才能真正並行，突破單核時間片輪轉的物理極限。
理解這些概念邊界，是寫出高效併發程式的基石。
