- 上下文切换
- 减少上下文切换
- 无锁并发编程
- CAS算法
- 使用最少线程
- 协程
- 死锁
- 避免死锁
- 资源限制挑战
- 解决资源限制
- 参考资料
并发编程的目的是为了让程序运行得更快,但是,并不是启动更多的线程就能让程序最大限度地并发执行。在进行并发编程时,如果希望通过多线程执行任务让程序运行得更快,会面临非常多的挑战。 上下文切换
CPU通过时间片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(也有可能是同一个任务)。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,可以再加载这个任务的状态。所以任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换(这个我理解只要切换到其他线程了就算一次上下文切换,比如一个线程执行完了切换到别的线程)。
减少上下文切换首先需要明确触发上下文切换的原因:
- 线程分配的时间片用完,发生切换
- 线程发生阻塞或提前结束,发生切换
多线程竞争锁时,未获取到锁的线程会进行阻塞,发生上下文切换。所以避免使用锁可以减少上下文的切换。
CAS算法通过CAS进行循环来更新数据时,如果在时间片用完之前完成了更新,就会减少线程切换。
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,会造成大量线程处于等待状态,CPU切换到等待状态的线程白白浪费时间。
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,尽可能在单线程里干更多活。
死锁当两个线程因为竞争资源而互相等待时就会发生死锁。
避免死锁- 避免一个线程同时获取多个锁
- 避免一个线程在锁内同时占用多个资源,尽量保证每个锁只占用一个资源
- 尝试使用定时锁,使用lock.tryLock(timeout)来提到使用内部锁机制
- 对于数据库锁,加锁和解锁必须在一个数据库连接里,否则会出现解锁失败的情况。
主要指计算机硬件和软件资源的限制而影响程序并发的效果,比如服务器带宽、CPU核心数、硬盘读写速度等。
解决资源限制相应地提高硬件的性能,比如选用带宽更高、核心数更多的服务器,搭建服务器集群,采用高速读写硬盘、数据库或socket连接池复用技术等
参考资料
- 《Java并发编程的艺术》
- https://blog.csdn.net/qq_24672657/article/details/102731489
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