JAVA併發編程學習筆記------多線程調優

1. 多線程場景下儘可能使用併發容器代替同步容器

　　（如ConcurrentHashMap代替同步且基於散列的Map, 遍歷操做爲主要操做的狀況下用CopyOnWriteArrayList代替同步的List）

　　ConcurrentHashMap：分段鎖機制，多線程條件下優於HashMap+synchronized的組合方式；
　　CopyOnWriteArrayList： 每次修改時都會建立並從新發佈一個新的容器副本，從而實現可變性。容器的迭代器保留一個指向底層基礎數組的引用，這個數組當前位於迭代器的起始位置，因爲他不會被修改，
因此在對其進行同步時只需確保數組內容的可見性。
2. 避免死鎖
　　a)儘可能不要在釋放鎖以前競爭其餘鎖：通常能夠經過細化同步方法來實現，只在真正須要保護共享資源的地方去拿鎖，並儘快釋放鎖，這樣能夠有效下降在同步方法裏調用其餘同步方法 的狀況
　　b）順序索取鎖資源: 若是實在沒法避免嵌套索取鎖資源，則須要制定一個索取鎖資源的策略，先規劃好有哪些鎖，而後各個線程按照一個順序去索取
　　c）嘗試定時鎖: Java 5提供了更靈活的鎖工具，能夠顯式地索取和釋放鎖。那麼在索取鎖的時候能夠設定一個超時時間，若是超過這個時間還沒索取到鎖，則不會繼續堵塞而是放棄這次任務,以下：

public boolean trySendOnSharedLine(String message, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
   	long nanosToLock = unit.toNanos(timeout) - estimatedNanosToSend(message);
    	if (!lock.tryLock(nanosToLock, NANOSECONDS)){
       		return false;
	}
   	 try {
        	return sendOnSharedLine(message);
   	} finally {
       		lock.unlock();
    	}
}　

這樣能夠效打破死鎖條件。
3. Amdahl定理：
　　speedup<= 1/(F+(1-F)/N)
　　其中，F是串行化比例，N是處理器數量，由上可知，只有儘量減小串行化，才能最大化地提升可擴展能力。下降串行化的關鍵就是下降鎖競爭，當不少並行任務掛在鎖的獲取上，就是串行化的表現.
4. 下降鎖競爭
　　1）縮小鎖的範圍
　　　　儘可能縮小鎖保護的範圍，快進快出，所以儘可能不要直接在方法上使用synchronized關鍵字，而只是在真正須要線程安全保護的地方使用
　　2）減少鎖的粒度
　　　　儘可能避免大段的synchronize代碼塊
　　3）減小共享資源的依賴
　　　　在多線程開發中儘可能減小對共享資源的依賴，好比對象池的技術應該慎重考慮，新的JVM對新建對象以作了足夠的優化，性能很是好，若是用對象池不但不能提升多少性能，反而 會由於鎖競爭致使下降線程的可併發性。
　　4）使用讀寫分離鎖來替換獨佔鎖
　　　　Java 5提供了一個讀寫分離鎖（ReadWriteLock）來實現讀-讀併發，讀-寫串行，寫-寫串行的特性。這種方式更進一步提升了可併發性，由於有些場景大部分是讀操做，所以不必串行工做。
5. 切換上下文
　　線程比較多的時候，操做系統切換線程上下文的性能消耗是不能忽略的，
6. 內存同步
　　當使用到synchronized、volatile或Lock的時候，都會爲了保證可見性致使更多的內存同步，這就沒法享受到JMM結構帶來了性能優化。
7. 適當使用同步工具類
　　(1) 閉鎖(CountDownLatch): 延遲線程的進度直到其達到終止狀態，用來確保某些活動直到其餘活動都完成後才繼續執行；一次性對象，一旦進入終止狀態，就不能被重置；
　　(2) FutureTask: 可生成結果的Callable,若是有結果可用，那麼FutureTask.get將當即返回結果，不然它會一直阻塞，直到結果計算出來再將其返回。
　　(3) 信號量(Semaphore)：用來控制同時訪問某個特定資源的操做數量，或者同時某個指定操做的數量，Semaphore還能夠用來實現某種資源池，或者對容器施加邊界。
　　(4) 柵欄（Barrier）: 相似於閉鎖，區別在於全部線程必須同時到達柵欄位置才能繼續執行，閉鎖用於等待事件，而柵欄用於等待其餘線程。可被重置用於下次使用。兩種實現方式：CyclicBarrier，Exchanger

 8. 實際狀況中，應儘量的使用現有的線程安全對象（例如AtomicInteger）來管理類的狀態

 9. 在多線程程序中使用共享且可變的long和double等類型的變量也是不安全的，除非用volatile來聲明它們，或者用鎖保護起來。