簡單測試Java線程安全中阻塞同步與非阻塞同步性能

摘抄自周志明老師的《深刻理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐》13.2.2 線程安全的實現方法

1.名詞解釋

同步是指鎖哥線程併發訪問共享數據時，保證共享數據同一時刻只被一個線程訪問

互斥同步（阻塞同步）是一種悲觀的併發策略，老是認爲只要不去作正確的同步措施（加鎖），那就確定會出現問題。

阻塞同步最主要的問題是進行線程阻塞和喚醒所帶來的性能問題，由於在JDK 1.2以後，Java的線程模型被替換爲基於操做系統原生線程模型來實現，如要阻塞喚醒一個線程，都須要操做系統來幫忙完成，這就須要用戶態轉換到內核態，會耗費不少時間。

非阻塞同步：隨着硬件指令集的發展，咱們有了另外一種選擇：基於衝突檢測的樂觀併發策略，這種操做不須要掛起線程，會節省不少時間，好比CAS（compare and swap）指令。

2.開始測試

第一種加鎖方式：

    static int a=0;
    public static void lock() {
        Thread[] threads=new Thread[50];
        for(int i=0;i<threads.length;i++){
            threads[i]=new Thread(new Runnable() {
                
                @Override
                public void run() {
                    for(int i=0;i<100000;i++){
                        synchronized(Main.class){
                            a++;
                        }
                    }
                }
            });
            threads[i].start();
        }
        while(Thread.activeCount() > 1){
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(a);
    }

第二種CAS方式：

    static AtomicInteger integer=new AtomicInteger(0);
    public static void cas() {
        Thread[] threads=new Thread[50];
        for(int i=0;i<threads.length;i++){
            threads[i]=new Thread(new Runnable() {
                
                @Override
                public void run() {
                    for(int i=0;i<100000;i++){
                        integer.incrementAndGet();
                    }
                }
            });
            threads[i].start();
        }
        while(Thread.activeCount() > 1){
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(integer.get());
    }

3結論：運行兩個方法，一樣是50個線程，100000個自增，輸出時間差，能夠看到性能之間的差別。

lock方法平均在1270ms

cas方法平均在175ms

能夠看到阻塞同步與非阻塞同步之間巨大的差別，也能夠看出Java線程用戶態內核態切換損耗的處理器時間很大。