【Java并發】——基礎知識梳理（一）

目錄

Java并發基礎知識

1.并發程式設計的優缺點

1.1為什麼要用到并發

1.2并發程式設計的缺點

1.3易混淆的概念

Java并發基礎知識

1.并發程式設計的優缺點

1.1為什麼要用到并發

• 充分利用多核CPU的運算能力
• 友善業務拆分

1.2并發程式設計的缺點

（1）頻繁的切換上下文

時間片是CPU配置設定給各個線程的時間，因為時間非常短，是以CPU不斷通過切換線程，讓我們覺得多個線程是同時執行的，時間片一般是幾十毫秒。而每次切換時，需要儲存目前的狀态起來，以便能夠進行恢複先前狀态，而這個切換時非常損耗性能，過于頻繁反而無法發揮出多線程程式設計的優勢。通常減少上下文切換可以采用無鎖并發程式設計，CAS算法，使用最少的線程和使用協程。

• 無鎖并發程式設計：可以參照concurrentHashMap鎖分段的思想，不同的線程處理不同段的資料，這樣在多線程競争的條件下，可以減少上下文切換的時間。
• CAS算法，利用Atomic下使用CAS算法來更新資料，使用了樂觀鎖，可以有效的減少一部分不必要的鎖競争帶來的上下文切換
• 使用最少線程：避免建立不需要的線程，比如任務很少，但是建立了很多的線程，這樣會造成大量的線程都處于等待狀态
• 協程：在單線程裡實作多任務的排程，并在單線程裡維持多個任務間的切換

由于上下文切換也是個相對比較耗時的操作，是以在”java并發程式設計的藝術”一書中有過一個實驗，并發累加未必會比串行累加速度要快。 可以使用Lmbench3測量上下文切換的時長 vmstat測量上下文切換次數

（2）線程安全問題

多線程程式設計中最難以把握的就是臨界區線程安全問題，稍微不注意就會出現死鎖的情況，一旦産生死鎖就會造成系統功能不可用。

1.3易混淆的概念

（1）同步vs異步

同步和異步通常用來形容一次方法調用。同步方法調用一開始，調用者必須等待被調用的方法結束後，調用者後面的代碼才能執行。而異步調用，指的是，調用者不用管被調用方法是否完成，都會繼續執行後面的代碼，當被調用的方法完成後會通知調用者。比如，在逾時購物，如果一件物品沒了，你得等倉庫人員跟你調貨，直到倉庫人員跟你把貨物送過來，你才能繼續去收銀台付款，這就類似同步調用。而異步調用了，就像網購，你在網上付款下單後，什麼事就不用管了，該幹嘛就幹嘛去了，當貨物到達後你收到通知去取就好。

（2）并發vs并行

并發和并行是十分容易混淆的概念。并發指的是多個任務交替進行，而并行則是指真正意義上的“同時進行”。實際上，如果系統内隻有一個CPU，而使用多線程時，那麼真實系統環境下不能并行，隻能通過切換時間片的方式交替進行，而成為并發執行任務。真正的并行也隻能出現在擁有多個CPU的系統中。

（3）阻塞vs非阻塞

阻塞和非阻塞通常用來形容多線程間的互相影響，比如一個線程占有了臨界區資源，那麼其他線程需要這個資源就必須進行等待該資源的釋放，會導緻等待的線程挂起，這種情況就是阻塞，而非阻塞就恰好相反，它強調沒有一個線程可以阻塞其他線程，所有的線程都會嘗試地往前運作。

（4）臨界區資源

臨界區用來表示一種公共資源或者說是共享資料，可以被多個線程使用。但是每個線程使用時，一旦臨界區資源被一個線程占有，那麼其他線程必須等待。