JAVA併發1：併發編程的挑戰

上下文切換

一個CPU同一時刻只能執行一個線程；CPU 經過給每一個線程分配必定的時間片，時間片很是短，一般是幾十毫秒，來不停的切換線程執行任務，達到了多線程的效果。當線程用完本身的時間片後，及時任務尚未完成，操做系統也會剝奪它的執行權，讓另外一條線程執行。

當一條線程的時間片用完後，操做系統會暫停該線程，並保存該線程相應的信息（到程序計數器），而後再隨機選擇一條新線程去執行，這個過程稱爲「上下文切換」。因爲進行上下文切換時，須要保存當前線程的狀態，並加載線程先前的狀態，這是有消耗的，所以應該儘可能減小上下文切換的次數。

減小上下文切換

• 減小線程的數量，避免建立沒必要要的線程。
• 採用無鎖併發編程。採用一些辦法避免使用鎖，如將數據ID按照 Hash(id) 進行取模分段，每一個線程處理各自分段的數據，避免使用鎖。
• 採用 CAS 算法。 Java 的 Atomic 包使用 CAS 算法更新數據，不須要加鎖。
• 協程。在單線程裏實現多任務調度，並在單線程裏維持多個任務間的切換。

死鎖

當一個線程永遠地持有一個鎖，而且其餘線程都嘗試得到這個鎖，那麼它們將被永遠阻塞。在線程A持有鎖L1並想得到鎖L2的同時，線程B持有鎖L2並想得到L1，那麼這兩個線程將永遠等待下去，也就是產生了死鎖。

避免死鎖的幾個常見方法：

• 避免一個線程同時獲取多個鎖
• 避免一個線程在鎖內同時佔用多個計算機資源，儘可能保證一個鎖只佔用一個資源。
• 嘗試使用定時鎖，使用lock.tryLock(timeout)來替代使用內部鎖機制。
• 對於數據庫鎖，加鎖和解鎖都要保證必須在一個數據庫鏈接裏，不然會出現解鎖失敗的狀況。

資源限制

資源限制是指在進行併發編程時，程序的執行速度受限於計算機的硬件資源或者軟件資源，這些計算機資源限制了程序的併發度。

線程多了致使線程的上下文切換增多，資源有限，會產生損耗。

解決資源限制的方法：

• 對於硬件資源限制，考慮使用集羣並行程序。
• 對於軟件資源限制，能夠考慮使用資源池對資源進行復用，如線程池和數據庫鏈接池。

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參考資料

• Java併發編程的藝術
• Java併發編程實戰
• blog.csdn.net/u010425776/…