java併發編程的藝術讀書筆記（一）

併發編程的目的是爲了程序運行的更快。

1.上下文切換：

時間片：cpu分配給各個線程的時間。

單核處理器也支持多線程執行代碼。

cpu經過時間片分配算法來循環執行任務，任務從保存到再加載的過程就是一次上下文切換。

多線程不必定快，由於線程有建立和上下文切換的開銷。

使用Lmbench能夠測試上下文切換的時長（何時須要看這個參數呢）。

使用vmstat能夠測量上下文切換的次數。好比：執行vmstat 1，再看cs的值，cs表示上下文切換的次數，這個值表示每一秒鐘上下文切換的次數。（何時須要用到這個命令呢？）

減小上下文切換的方法：

1.無鎖併發編程。多線程競爭鎖時，會引起上下文切換，因此多線程處理數據時，能夠用一些辦法來避免使用鎖，好比將數據的ID按照Hash算法取模分段，不一樣的線程處理不一樣段的數據。

2.CAS算法。eg：java的atomic包使用CAS算法來更新數據，而不須要加鎖。

3.使用最少線程。

4.使用協程。協程：在單線程裏實現多線程的調度，並在單線程裏維持多個線程間的切換。

減小上下文切換實戰：

經過減小線上大量WAITING的線程，來減小上下文切換的次數。

第一步：用jstack命令dump線程信息，看pid爲3117的進程在作什麼

sudo -u admin jstack 3117>/temp

第2步：統計全部線程分別處於什麼狀態

grep java.lang.Thread.State temp | awk '{print $2$3$4$5}'   | sort | uniq -c

原本應該截圖的，不太方便直接把命令和結果賦值粘貼過來：

[tengfei.fangtf@ifeve ～]$ grep java.lang.Thread.State dump17 | awk '{print $2$3$4$5}'
    | sort | uniq -c
39 RUNNABLE
21 TIMED_WAITING(onobjectmonitor)
6 TIMED_WAITING(parking)
51 TIMED_WAITING(sleeping)
305 WAITING(onobjectmonitor)
3 WAITING(parking)

第三步：打開dump文件查看處於WAITING(onobjectmonitor)的線程在作什麼，好比這本書的例子中，基本都是JBOSS的工做線程在await，說明JBOSS線程池裏線程池裏接受的任務太少；減小JBOSS的工做線程數，找到JBOSS的線程池配置信息，將maxThreads值調小。重啓JBOSS，再dump線程信息，而後統計WAITING(onobjectmonitor)的線程，發現減小了不少。=====》由於每一次從WAITING到RUNNABLE都會進行一次上下文的切換。

=====》拓展：

什麼使用須要用到jstack命令dump線程信息？

我印象很深的一次就是一個lisener的項目，上線一段時間後，某個隊列忽然都阻塞了，消息不消費了，當時在listener admin控制檯把阻塞的線程停用再啓用，阻塞的消息很快都消費了，過了一段時間，這個項目的對應的另外一個隊列阻塞，停用再啓用以後阻塞的消息也都消費了，可是有一條unacked，當時用jstack命令dump了線程信息，而後在本地啓動項目，在dump線程信息，異常的線程信息和正常的線程信息對比，排查問題。====》這個是由於esl鏈接有問題，是怎麼發現是esl的鏈接有問題的。想不起來了，這個記得本身研究下，作一下記錄。

死鎖的時候須要用這個命令dump線程信息。

2.死鎖

一旦出現死鎖，業務是能夠感知的，由於不能繼續提供服務了，只能經過dump線程查看究竟是哪一個線程出現了問題。

===》工做中是否遇到過線上環境死鎖？我聽過同事遇到過，向他請教下他是怎麼知道的，怎麼排查的，怎麼解決問題的，作好筆記。

避免死鎖的方法：

1.避免一個線程同時獲取多個鎖。

2.避免一個線程在鎖內同時佔用多個資源，儘可能保證每一個鎖只佔用一個資源。

3.嘗試使用定時鎖，使用lock.tryLock(timeout)來替代使用內部鎖機制。====》sornarlint優化的時候，遇到一個鎖的優化，後來由於優化會有潛在風險，沒有優化，看看那個點，對比總結下。

4.對於數據庫鎖，加鎖和解鎖必須在一個數據庫鏈接裏，不然會出現解鎖失敗的狀況。

3.資源限制的挑戰

資源限制：在進行併發編程時，程序的執行速度受限於計算機硬件資源或軟件資源。

硬件資源限制有帶寬的上傳/下載速度、硬盤讀寫速度和CPU的處理速度。

軟件資源限制有數據庫的鏈接數和socket鏈接數等。

資源限制引起的問題：併發執行的代碼受資源限制串行執行，速度會更慢，增長了上下文切換和資源調度的時間。

若是解決資源限制的問題：對於硬件資源限制，能夠考慮使用集羣並行執行程序。對於軟件資源限制，能夠考慮使用資源池將資源複用。總之，根據不一樣的資源限制調整程序的併發數。

java併發機制的底層實現原理：

java代碼在編譯後會變成java字節碼，字節碼被類加載器加載到JVM裏，JVM執行字節碼，最終須要轉化爲彙編指令在CPU上執行，java中所使用的併發機制依賴於JVM的實現和CPU的指令。 1.volatile volatile是輕量級的synchronized，它在多處理開發中保證了共享變量的「可見性」。 volatile使用恰當的話，比synchronized使用和執行成本更低，它不會引發線程上下文的切換和調度。

先了解幾個CPU術語：

未完待續。。。。