【Java并发编程的艺术】第一章读书笔记

前言

并发编程的目的是让程序跑的更快,但并不是启动更多的线程,这个程序就跑的更快。有以下几种挑战。

挑战及方案

上下文切换

单核CPU上执行多线程任务,通过给每个线程分配CPU时间片的方式来实现这个机制。时间片是CPU分配给每个线程运行的时间,时间片非常短,CPU通过不断的切换线程执行,给我们人类留下的印象就是多个线程在同时执行。

由于线程有创建和上下文切换的开销,当整个程序内部操作数不高的情况下,并发执行可能比串行执行来的慢。

尽可能降低上下文切换的次数,有助于提高并发效率。

  1. 无锁并发编程。书中提到多线程竞争锁时会发生上下文切换,所以竟可能避免使用锁书中指的应该是为了竞争锁而触发的抢占式上下文切换,因为日常多线程运行也需要上下文切换,可以通过不同线程处理不同分段的数据来降低。
  2. CAS算法。Java中的Atomic包使用CAS算法来更新数据,不需要加锁CAS算法目前还不是很了解
  3. 使用最少线程。
  4. 协程。协程,又称微线程,纤程。英文名Coroutine。指的是在单线程里面实现多任务的调度之前在Python和Go里面听过这个概念,不过还没做具体了解。

死锁

并发编程中的另一挑战是死锁,会造成系统功能不可用。死锁是指两个或两个以上的进程或者线程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象。

避免死锁的常见方法:

  1. 避免一个线程同时获取多个锁。
  2. 尽可能保证一个锁内只占有一个资源。
  3. 尝试使用定时锁。

资源限制的挑战

比如说带宽只有2Mb/s,你下载速度是1Mb/s,开10个线程速度也不会变成10Mb/s。书中提到在并发编程时需要考虑到资源上的限制。如果受制于资源,比如我数据库连接数就10个,你每次用完都新建线程来做连接,整体程序的速度肯定会慢下来。

解决的方法有以下几点:

  1. 对于硬件资源的限制,可以使用集群来跑。
  2. 对于软件资源上的限制,可以复用资源,比如复用数据库连接。

根据资源的限制,灵活的去调整并发度。