在现实世界中,顺序化的(sequential)活动非常罕见。当我们走在大街上的时候,如果只看到一件事情发生的话我们一定会感到不可思议,我们期望碰到许多同时进行的活动。
如果我们不能对同时发生的众多事件所造成的结果进行分析和预测的话,那么我们将会面临巨大的危险,像开车这类的任务我们就不可能完成了。事实上我们是可以做那些需要处理大量并发信息的事情的,这也表明我们本来就是具有很多感知机制的,正是这些机制让我们能够本能地理解并发,而无需有意识地思考。
然而对于计算机编程来说,情况却突然变得相反。把活动安排成一个顺序发生的事件链被视为是一种规范,并认为在某种意义上讲这样更简单,而把程序安排成一组并发活动则是要尽可能避的,并常常认为会困难一些。
我相信这是由于几乎所有传统的编程语言对真正的并发缺乏有力支持造成的。绝大多数的编程语言本质上都是顺序化的;在这些编程语言中所有的并发性都仅仅由底层操作系统来提供,而不由编程语言来提供。在本论文中,我展现了这样的一个世界,其中并发是由编程语言来提供的,而不是由底层操作系统来提供。我把对并发提供良好支持的语言称为面向并发的语言(Concurency Oriented Language),简称 COPL。
COPL 可以由如下 6 个特性来刻画:
1. COPL 应当支持进程。每一个进程应该可以看作是一个自包含的虚拟机器(self-contained virtual machine)。
2. 运行在同一机器上的各个进程应该被高度隔离。一个进程中的故障不能对其他进程产生副作用,除非这种交互在程序中被明确化。
3. 每个进程必须用一个唯一的、不可仿造的标识符来标识。我们称之为进程的 Pid。
4. 进程之间没有共享状态。进程只通过消息传递来进行交互。只要知道进程的 Pid,就可以向它发消息。
5. 消息传递被认为是不可靠的,无传输保障的。
6. 一个进程应当可以检测另一个进程中的故障,并可以知道发生故障的原因。
值得注意的是,COPL 提供的并发性一定是真正的并发性,因此以进程的形式存在的对象都是真正并发的,进程间的消息传递也是真正的异步消息,而不像许多面向对象语言中一样是通过远程过程调用(remote procedure call)来冒充。