Java并发编程(一)------并发编程面临的问题

1. 并发编程面临的问题

并发编程是为了让程序运行得更快,可是并非启动更多的线程就能让程序最大限度的并发执行,一般在并发编程中会遇到下面的问题.

1.1 上下文切换

CPU经过时间片非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.在切换时会保存上一个任务的状态,以便这个任务再次执行时,能够在加载这个任务的状态.因此任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换.

1.1.1 多线程不必定比单线程快

测试多线程是否必定比单线程快 执行连接中的代码发现,当并发操做较少时,并发执行的速度比串行慢,由于并发执行时,线程有建立和上下文切换的开销.

1.1.2 如何减小上下文切换

• 无锁并发编程.多线程竞争锁时会引发上下文切换,因此多线程处理数据时能够避免使用锁(如将数据的ID按照Hash算法取模分段,不一样的线程处理不一样段的数据).
• CAS算法.Java的Atomic包即是使用CAS算法来更新数据,而不加锁.
• 使用最少线程. 避免建立不须要的线程.
• 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.

1.2 死锁

形成死锁的代码 连接中的代码会形成死锁,代码中thread1和thread2互相等待对方释放锁.避免死锁的方法以下:

• 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,尽可能保证每一个锁只占用一个资源
• 尝试使用定时锁
• 对于数据库锁,加锁和解锁必须在一个链接里,不然可能解锁失败.

1.3 资源限制

程序的运行速度受限于计算机的硬件或软件资源.硬件限制有带宽的上传/下载速度,硬盘读写和CPU的处理速度;软件限制有数据库的链接数和socket的链接数等.
为了解决资源限制,硬件能够换设备,采用集群并发执行程序;
软件限制可使用链接池将数据库和socket链接复用.