18、显式并行程序中互斥同步优化与Java只读方法检测

显式并行程序中互斥同步优化与Java只读方法检测

在并行编程领域，互斥同步是保障程序正确性的关键机制，但同时也会带来一定的性能开销。本文将深入探讨显式并行程序中互斥同步的优化方法，以及如何在Java程序中检测只读方法，以提高程序的并发性能。

显式并行程序互斥同步优化

在显式并行程序中，同步开销有时会因锁操作的高成本实现而加剧。除了锁操作实现的开销，锁竞争也是一个重要的开销来源。当对特定锁变量的需求过高时，线程会花费大量时间等待其他线程释放锁，从而导致性能下降。

为了解决这些问题，研究人员提出了一些优化技术，如锁无关代码移动（LICM）和互斥体主体本地化（MBL）。下面通过两个具体的应用案例来详细介绍这些技术的效果。

Water应用

Water应用用于模拟液态水分子系统中的力和势能。在计算分子间相互作用和维护全局和时，使用了互斥同步。为了研究LICM在Water中的效果，研究人员进行了一系列实验，改变了分子总数（N）、分子锁数量（ML）和模拟时间步长（TS）。

实验结果表明，随着时间步长的增加，同步开销也会增加。当模拟的分子数量较多时，LICM获得的加速比会降低，这是因为在较大的问题中，计算与同步的比率较高。同时，限制可用的分子锁数量会增加锁竞争，而增加可用锁的数量会减弱LICM的效果。

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时间步长	64分子（10个分子锁） - 无LICM时间（秒）	64分子（10个分子锁） - 有LICM时间（秒）	64分子（10个分子锁） - 相对加速比