Was ist der Unterschied zwischen 'Wettbewerb' und 'Parallelität' im Kontext der Multithreading?

Wettbewerb (Concurrency) ist die Fähigkeit eines Systems, mehrere Aufgaben gleichzeitig zu verarbeiten. Diese Aufgaben können auf einem einzigen Prozessor-Kern ausgeführt werden, wobei zwischen ihnen zeitlich gewechselt wird (Zeitteilung). Bedeutet nicht unbedingt, dass die Aufgaben zur gleichen physischen Zeit ausgeführt werden.

Parallelismus (Parallelism) ist die tatsächliche gleichzeitige Ausführung mehrerer Aufgaben zu einem physischen Zeitpunkt, unter Verwendung mehrerer Prozessor-Kerne oder mehrerer Prozessoren.

Hauptunterschied:

• Concurrency: Verwaltung von mehreren Aufgaben, die möglicherweise gleichzeitig oder nicht ausgeführt werden. Fokus auf die Strukturierung des Programms zur Handhabung mehrerer Ausführungsthreads.
• Parallelismus: Physische gleichzeitige Ausführung mehrerer Aufgaben. Fokus auf die Nutzung der verfügbaren Hardware-Ressourcen zur Beschleunigung der Ausführung.

// Beispiel für Concurrency (ohne Garantie für parallele Ausführung)
public class ConcurrentExample {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable task1 = () -> System.out.println("Aufgabe 1 gestartet auf Thread: " + Thread.currentThread().getName());
        Runnable task2 = () -> System.out.println("Aufgabe 2 gestartet auf Thread: " + Thread.currentThread().getName());

        new Thread(task1).start(); // Können auf einem Kern laufen
        new Thread(task2).start(); // Können auf einem Kern laufen
    }
}

// Beispiel für Parallelismus (benötigt einen Multi-Core-Prozessor)
import java.util.List;
import java.util.Arrays;

public class ParallelExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

        numbers.parallelStream() // Nutzt ForkJoinPool für parallele Ausführung
               .forEach(number -> System.out.println("Verarbeite " + number + " auf Thread: " + Thread.currentThread().getName()));
    }
}

Aspekt	Concurrency	Parallelismus
Ziel	Verwaltung mehrerer Aufgaben	Beschleunigung der Ausführung
Anforderungen	Mehrere Aufgaben/Threads	Mehrkernprozessor/mehrere Prozessoren
Ausführung	Wechselnde Ausführung	Gleichzeitige Ausführung
Frequenz	Kann auf einem Kern erreicht werden	Erfordert mehrere Kerne/Prozessoren
Beispiel	Multitasking auf einem Ein-Kern-System	Parallele Verarbeitung großer Datenmengen