在計算機科學中，并發是程序、算法或問題的不同部分或單元在不影響結果的情況下亂序或部分順序執行的能力。 這允許并行執行并發單元，這可以顯著提高多處理器和多核系統中的整體執行速度。 用更專業的術語來說，并發是指將程序、算法或問題分解為與順序無關或部分排序的組件或計算單元的能力。

根據 Rob Pike 的說法，并發是獨立執行計算的組合，并發不是并行：并發是一次處理很多事情，而并行是一次做很多事情。 并發是關于結構的，并行是關于執行的，并發提供了一種構建解決方案的方法，以解決可能（但不一定）可并行化的問題。

已經為通用并發計算開發了許多數學模型，包括 Petri 網、過程演算、并行隨機訪問機模型、參與者模型和 Reo 協調語言。

正如 Leslie Lamport（2015 年）指出的那樣，雖然并發程序執行已被考慮多年，但并發的計算機科學始于 Edsger Dijkstra 1965 年的開創性論文，該論文介紹了互斥問題。 ... 在隨后的幾十年里，人們對并發的興趣有了巨大的增長——尤其是在分布式系統中。 回顧該領域的起源，突出的是 Edsger Dijkstra 發揮的基礎作用。

由于并發系統中的計算在執行時可以相互交互，因此系統中可能的執行路徑數量可能非常多，結果可能是不確定的。 同時使用共享資源可能是導致死鎖和資源匱乏等問題的不確定性來源。

并發系統的設計通常需要找到可靠的技術來協調它們的執行、數據交換、內存分配和執行調度，以最小化響應時間和最大化吞吐量。

并發理論一直是理論計算機科學的一個活躍研究領域。 xxx個提議是 Carl Adam Petri 在 1960 年代早期關于 Petri 網的開創性工作。 從那以后的幾年里，已經開發出各種各樣的形式主義來對并發進行建模和推理。

已經開發了許多用于建模和理解并發系統的形式，包括：

• 并行隨機存取機
• 演員模型
• 計算橋接模型，例如批量同步并行 (BSP) 模型
• Petri 網
• 處理計算
  • 通信系統微積分 (CCS)
  • 通信順序流程 (CSP) 模型
  • π-演算
• 元組空間，例如 Linda
• 簡單并發面向對象編程 (SCOOP)
• Reo 協調語言
• 追蹤幺半群

其中一些并發模型主要用于支持推理和規范，而其他模型則可以在整個開發周期中使用，包括并發系統的設計、實現、證明、測試和模擬。 其中一些基于消息傳遞，而另一些則具有不同的并發機制。

不同并發模型的激增促使一些研究人員開發統一這些不同理論模型的方法。 例如，Lee 和 Sangiovanni-Vincentelli 已經證明所謂的標記信號模型可以用來提供一個通用框架來定義各種不同的并發模型的指稱語義，而 Nielsen、Sassone 和 Winskel 已經證明 范疇論可以用來提供對不同模型的類似統一理解。

參與者模型中的并發表示定理提供了一種相當通用的方式來表示并發系統，這些系統在不接收來自外部的通信的意義上是封閉的。 （其他并發系統，例如，進程計算可以使用兩階段提交協議在參與者模型中建模。）封閉系統 S 表示的數學表示是使用行為近似從稱為 ⊥S 的初始行為構造越來越好的近似 函數 progressionS 為 S 構造一個外延（意義）如下：

表示S ≡ ?i∈ω 級數Si(⊥S)

這樣，就可以根據其所有可能的行為對 S 進行數學表征。

可以使用各種類型的時序邏輯來幫助推理并發系統。 其中一些邏輯，例如線性時間邏輯和計算樹邏輯，允許斷言。