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最近在看java并发编程艺术这一本书。这本书怎么说捏,前面三章写得听深入的。
为了方便以后自己查看特地趁着复习时间,写下自己对这本书的感悟,好了,言归正传。
一:为什么会出现并发编程
因为硬件摩尔定律失效,人们不得不把从软件身上找出路了(本应该是硬件设计师处理的问题,无法解决后交给了软件设计师),这样就是出现多核处理(多线程 高并发)。例如:上下文切换问题、死锁问题、以及首受限于硬件和软件的资源限制问题。
二:介绍编发编程会受到哪几方面的因素约束
上下切换:
即使是单核处理器也是支持多线程程序的。CPU通过给每一个线程分配CPu时间片来实现这个机制。因为时间片非常短,所以CPU通过不停地切换线程执行,让我们感觉多个线程时同时执行的,时间片一般是几十毫秒(ms)。CPU通过时间片分配算法来循环执行任务,当前任务执行一个时间片后会切换到下一个任务。但是,在切换前会保存上一个任务的状态,以便下次切换回这个任务时,可以再次加载这个任务的状态,从任务保存到再加载的过程就是一次上下文切换。
解释:真正执行效率是由 上下文切换以及线程创建开销加上并发执行时间才是真正程序执行时间。
如何减少上下文切换:
- 无锁并发编程。多线程竞争锁时,会引起上下文切换,所以多线程处理数据时,可以使用一些方法来避免使用锁。如将数据的ID按照Hash算法取模分段,不同的线程处理不同段的数据。
- CAS算法。Java的Atomic包使用CAS算法来更新数据,而不需要加锁。
- 使用最少线程。避免创建不需要的线程,比如任务很少,但是创建了很多线程来处理,这样会造成大量线程都处于等待状态。
- 协程。在单线程里实现多任务的调度,并在单线程里维持多个任务间的切换。
死锁:
在多线程设计中,为使各个线程之间执行的逻辑顺序是正确的。经常使用锁这一个工具。但是使用不恰当的话就会导致死锁。空转 白白消耗CPU的资源。
如何减少死锁:
- 避免一个线程同时获取多把锁
- 避免一个线程内占有多个资源,尽量保证每个锁只有一个资源
- 尝试使用定时锁 使用lock.tryLock(t)来代替使用内部锁机制
- 对于数据库锁,加锁和解锁必须在一个数据库连接中,否则会出现解锁失败
死锁必要条件:
互斥、持有等待、不可剥夺、循环等
资源限制的挑战
硬件资源限制有带宽限的上下传限制,硬盘读写速度 以及 CPU的处理速度
通过资源限制调节 以及 线程数目调节
后果是CPu占比率达到很高 但是运行速度不是很快