并发编程学习:java并发编程的艺术(一)

一:

1.并发与并行:并发是多个线程(任务)共同争夺一个cpu进行处理,并行是多个cpu各自处理对应的线程任务,现阶段都只是并发而不是真正意义上的并行。

2.上下文切换:

     即使单行处理器也支持多线程执行任务,cpu通过给每个线程分配cpu时间片来实现这个机制。时间片是cpu分配给各个线程的时间,时间片非常短,所以cpu通过不停地切换线程执行,感觉像是多个线程同时执行,时间片一般是几十毫秒

     cpu通过时间片分配算法来循环执行任务,当前任务执行完一个时间片会切换到下一个任务。在切换前会保存上一个任务的状态,以便下次切换回这个任务,可以再加载这个任务的状态,所以任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。

3.普通情况下的效率:

     当并发执行累加操作不超过百万次时,速度会比串行执行累加操作要 慢。这是因为线程有创建和上下文切换的开销。

4. 如何减少上下文切换 :

        减少上下文切换的方法有无锁并发编程、CAS算法、使用最少线程和使用协程。 ·无锁并发编程。多线程竞争锁时,会引起上下文切换,所以多线程处理数据时,可以用一 些办法来避免使用锁,如将数据的ID按照Hash算法取模分段,不同的线程处理不同段的数据。 ·CAS算法。Java的Atomic包使用CAS算法来更新数据,而不需要加锁。 ·使用最少线程。避免创建不需要的线程,比如任务很少,但是创建了很多线程来处理,这 样会造成大量线程都处于等待状态。 ·协程:在单线程里实现多任务的调度,并在单线程里维持多个任务间的切换

二:Java并发机制的底层实现原理

     简介:Java代码在编译后会变成Java字节码,字节码被类加载器加载到JVM里,JVM执行字节 码,最终需要转化为汇编指令在CPU上执行

2.1 volatile的应用:

       

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