JAVA并发1：并发编程的挑战

上下文切换

一个CPU同一时刻只能执行一个线程；CPU 经过给每一个线程分配必定的时间片，时间片很是短，一般是几十毫秒，来不停的切换线程执行任务，达到了多线程的效果。当线程用完本身的时间片后，及时任务尚未完成，操做系统也会剥夺它的执行权，让另外一条线程执行。

当一条线程的时间片用完后，操做系统会暂停该线程，并保存该线程相应的信息（到程序计数器），而后再随机选择一条新线程去执行，这个过程称为“上下文切换”。因为进行上下文切换时，须要保存当前线程的状态，并加载线程先前的状态，这是有消耗的，所以应该尽可能减小上下文切换的次数。

减小上下文切换

• 减小线程的数量，避免建立没必要要的线程。
• 采用无锁并发编程。采用一些办法避免使用锁，如将数据ID按照 Hash(id) 进行取模分段，每一个线程处理各自分段的数据，避免使用锁。
• 采用 CAS 算法。 Java 的 Atomic 包使用 CAS 算法更新数据，不须要加锁。
• 协程。在单线程里实现多任务调度，并在单线程里维持多个任务间的切换。

死锁

当一个线程永远地持有一个锁，而且其余线程都尝试得到这个锁，那么它们将被永远阻塞。在线程A持有锁L1并想得到锁L2的同时，线程B持有锁L2并想得到L1，那么这两个线程将永远等待下去，也就是产生了死锁。

避免死锁的几个常见方法：

• 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计算机资源，尽可能保证一个锁只占用一个资源。
• 尝试使用定时锁，使用lock.tryLock(timeout)来替代使用内部锁机制。
• 对于数据库锁，加锁和解锁都要保证必须在一个数据库链接里，不然会出现解锁失败的状况。

资源限制

资源限制是指在进行并发编程时，程序的执行速度受限于计算机的硬件资源或者软件资源，这些计算机资源限制了程序的并发度。

线程多了致使线程的上下文切换增多，资源有限，会产生损耗。

解决资源限制的方法：

• 对于硬件资源限制，考虑使用集群并行程序。
• 对于软件资源限制，能够考虑使用资源池对资源进行复用，如线程池和数据库链接池。

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参考资料

• Java并发编程的艺术
• Java并发编程实战
• blog.csdn.net/u010425776/…