java高并发核心要点|系列1|开篇

在java高并发编程,有几个很重要的内容:

1.CAS算法

2.CPU重排序

3.缓存行伪共享

我们先来说说高并发世界中的主要关键问题是什么?

是数据共享。

因为多线程之间要共享数据,就会遇到各种问题。如下图:

如果两个线程同时写入,那怎么保证数据的一致性?是线程1先写,还是线程2先写,这是个问题。那要如何解决这个问题?

答案是:加锁。

比如,线程1先访问共享数据区,那么它就先把这块数据区锁起来。后面如果其他线程要访问这个共享区,首先要从线程1这里获取锁,才能进一步访问这个共享区。这里很好理解,

其实相当于这样的情景,你有一个抽屉,抽屉有把锁,这个锁的钥匙,在你手上,你就可以打开抽屉,往里面存放或拿取物件。其他人,要从这个抽屉里存放东西,必须征得你的同意,从你手上拿到钥匙,然后,他才能用这把钥匙打开抽屉,进行存放物件的动作。如下图:

 

 回到高并发的线程世界,我们知道,可以用加锁来解决多线程访问共享数据区的问题。那问题又来了,那这把锁,先交给谁呢?怎么解决这个问题呢?

答案是:锁竞争。

多线程,如果在优先级一样的情况下,大家进行公平竞争?那怎么样才算公平竞争呢?一般情况下,我们都可以想到:先到先得。

是的,一般情况下,操作系统对线程竞争,都取用这个方式,这样也符合常理。

好,线程1来了,获得一把锁,对这个共享数据区进行锁定访问。那别的线程,只能等待这个线程“办完事”后,释放锁。这时,这些别的线程就进入等待状态。

现在问题,又来了,如果线程1只是对这个共享数据区进行读访问,是否有必要把这个数据区全面锁定,不让其他线程进行读访问呢?

没有必要!

怎么解决?

读写分离!

分别定义两把锁,一把读锁,一把写锁。写锁,还是对写有独占权。读锁,就可以无限量地分发给其他多个线程。这样不影响共享数据区的数据一致性。

其实,读写分离,是架构设计和数据库设计中一个很重要的设计思想,也是高性能的一种设计理念。

当然,锁有很多种,以下就是各种锁:

优点

缺点

适用场景

偏向锁

加锁和解锁不需要额外的消耗,和执行非同步方法比仅存在纳秒级的差距。

如果线程间存在锁竞争,会带来额外的锁撤销的消耗。

适用于只有一个线程访问同步块场景。

轻量级锁

竞争的线程不会阻塞,提高了程序的响应速度。

如果始终得不到锁竞争的线程使用自旋会消耗CPU。

追求响应时间。

同步块执行速度非常快。

重量级锁

线程竞争不使用自旋,不会消耗CPU。

线程阻塞,响应时间缓慢。

追求吞吐量。

同步块执行速度较长。

好了,今天,我们主要讲多线程高并发编程的核心概念:线程锁。

明天,我们继续讲锁的底层实现原理。

 

posted @ 2019-06-13 10:39 gyc567 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏