第一章-并发编程的挑战

并发编程目的是让程序运行的更快。并非启动更多的线程就能让程序最大限度的执并发执行。并发编程时，若是想经过多线程执行任务让程序执行的更快，会有不少挑战。好比：

• 上下文切换问题
• 死锁问题
• 受限于软件和硬件资源

1.1 - 上下文切换

单核处理器也能支持多线程执行代码。CPU给每一个线程分配cpu时间片来实现这个机制。时间片是CPU分配给每一个线程的执行时间，时间很是短(通常几十ms)，因此经过不停的切换线程执行，因此感受多线程是同时执行的。

上下文切换：CPU经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，保存这个任务的状态，而后切换到下一个任务。
保存状态是为了下次切换到这个任务的时候，能够再加载这个任务的状态。任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。

1.1.1 - 测试上下文切换次数和时长

经过工具测量上下文切换带来的消耗：

1. Lmbench3测量上下文切换时长
2. vmstat测量上下文切换次数 vmstat 1

1.1.2 - 减小上下文切换

方法有：

1. 无锁并发编程
   多线程竞争锁，会引发上下文切换。因此多线程处理数据时，可使用其余办法来避免使用锁。好比，id按照hash算法取模分段，不一样的线程处理 不一样的数据。

2. cas算法
   Java的Atomic包使用cas算法来更新数据，不须要加锁

3. 使用最少线程 避免建立不须要的线程。好比任务少，但建立了不少线程来处理。形成大量线程都处于等待状态。

4. 协程 在单线程里实现多任务调度，在单线程里维持多个任务间的切换

1.2 - 死锁

避免死锁的几个常见办法：

1. 避免在一个线程同时获取多个锁
2. 避免一个线程在锁内同时占用多个资源，尽可能保证一个锁只占用一个资源
3. 尝试使用定时锁，使用lock.tryLock(timeout)来替代内部锁机制