Concurrency vs Parallelism
February 16, 2025Trong thiết kế hệ thống anh em thường khó phân biệt được Concurrency và Parallelism để tối ưu hiệu suất và khả năng mở rộng của ứng dụng.
Ông Rob Pike cha đẻ của ngôn ngữ Go đã chỉ ra “Concurrency là cách xử lý nhiều tác vụ cùng lúc, trong khi Parallelism là thực hiện nhiều tác vụ cùng lúc. Điều này có nghĩa là concurrency liên quan đến thiết kế chương trình, còn parallelism tập trung vào cách thực thi.”
Concurrency giúp chương trình quản lý nhiều tác vụ đồng thời bằng cách cho phép các tác vụ bắt đầu, chạy và kết thúc xen kẽ mà không nhất thiết phải hoàn thành một tác vụ trước khi bắt đầu tác vụ khác. Đây là cách ứng dụng được thiết kế để có thể xử lý nhiều công việc mà không bị chặn, giúp duy trì sự phản hồi (responsiveness) ngay cả khi một số tác vụ phải chờ đợi tài nguyên bên ngoài như I/O, mạng hoặc tương tác người dùng.
Concurrency có thể được minh họa bằng hình ảnh một ngã tư giao thông đông đúc, nơi các phương tiện từ nhiều tuyến đường khác nhau phải nhập vào một làn đường duy nhất. Mặc dù có thể có nhiều xe di chuyển đồng thời trên các làn đường khác nhau, nhưng tại điểm giao nhau, chúng phải chờ đợi và phối hợp để tránh tắc nghẽn.
Parallelism, ngược lại, là khả năng thực thi nhiều tác vụ đồng thời bằng cách sử dụng nhiều lõi xử lý trong phần cứng. Nó giúp cải thiện tốc độ tính toán và băng thông xử lý bằng cách chia nhỏ và thực thi nhiều phần công việc trên các bộ xử lý khác nhau. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các tác vụ CPU-bound như xử lý dữ liệu lớn, tính toán số học phức tạp, phân tích dữ liệu và xử lý thời gian thực.
Parallelism lại giống như một xa lộ nhiều làn, nơi nhiều phương tiện có thể di chuyển song song mà không bị cản trở. Khi ứng dụng có thể tận dụng nhiều lõi CPU để xử lý các tác vụ cùng một lúc, nó sẽ đạt được hiệu suất cao hơn. Ví dụ, trong xử lý đồ họa hoặc tính toán khoa học, các phép toán phức tạp có thể được chia nhỏ và thực thi đồng thời trên nhiều luồng, giúp giảm thời gian xử lý đáng kể.
Trong thực tế, concurrency giúp ứng dụng vẫn hoạt động mượt mà ngay cả trên vi xử lý core đơn, trong khi parallelism yêu cầu phần cứng hỗ trợ đa lõi để đạt hiệu suất tối đa. Concurrency giúp tối ưu hóa cách ứng dụng xử lý nhiều tác vụ mà không nhất thiết phải chạy song song, trong khi parallelism tận dụng tài nguyên phần cứng để thực thi đồng thời nhiều công việc. Hiểu rõ sự khác biệt này sẽ giúp lập trình viên thiết kế các hệ thống hiệu quả hơn, phù hợp với từng bài toán cụ thể.
