java并发编程知识点总结_并发编程重点-优快云博客

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和之前一篇多线程文章类似，这里没有什么逻辑顺序就是一些知识点，也不是很深入，见谅！

1、不是有越多的线程程序运行的越快，因为在并发编程时，会有更多的上下文切换，死锁等问题。

2、上下文切换：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之后会切换到下一个任务，但是又要保存上一个任务的状态，以便下一次可以加载到上一状态，所以任务从保存到在加载的过程叫做上下文切换。

3、如何减少上下文切换？

无锁并发编程：多线程因为有所会出现很多竞争，所以尽量避免锁，EG：将数据的ID按照hash算法取模分段，不同的线程处理不同的段的数据。

CAS算法：Java的Atomic包使用CAS算法来更新数据，不需加锁。

使用最少线程：避免创建不需要的线程。

协程：在单线程里实现多任务调度，并在单线程里维持多个任务间的切换。

4.避免死锁的办法：

避免一个线程同时获得多个锁

避免一个线程在锁内同时占用多个资源，尽量保证每个锁只占用一个资源

尝试使用定时锁，使用lock.tryLock(timeout)来代替使用内部锁机制

对于数据库锁，加锁和解锁必须在一个数据库连接里，否则会出现解锁失败的情况

Java并发机制的底层实现、

Java代码编译后会变成Java字节码，字节码被类加载器加载到jvm里，jvm执行字节码，最终转换成汇编指令在CPU上运行，Java所使用的并发机制依赖jvm的实现和CPU的指令。

volatile

volatile的应用：volatile是轻量级的Synchronized,他保证了共享变量的可见性，（可见性是指：当一个线程修改一个共享变量的值时，另一个线程可以读取这个修改的值）、恰当使用volatile会比Synchronize效率高，因为volatile不会有上下文切换和调度。

Volatile的定义：允许线程访问共享变量，为了确保共享变量可以一致的更新，应该通过排它锁单独的获得这个变量。

1.Volatile原理：1.Lock前缀指令会引起处理器缓存写到内存：

2.一个处理器的缓存写到内存会导致其他处理器的缓存无效。

volatile的优化：jdk7中增加了一个队列集合类：LinkedTransferQueue 他在使用volatile变量时，通过追加字节的方法来优化队列的出栈和入栈性能。

那么他是如何优化的呢？原来缓存行的大小是64字节，所以使用追加的方法填充缓存行，这样的话就避免了头结点和尾节点在一行，这样在修改时也不会相互锁定。

在两种情况下不能用这种优化方法：1，当缓存行的大小不是64,2.当没有对共享变量频繁的写

Synchronize

Synchronize也被称为重量级锁，因为在获得锁和释放锁都会带来性能消耗

Synchronize实现锁有三种表现形式：

1.对于普通的同步方法，锁的是当前的实例变量

2.对于静态的同步方法，锁的是当前类的class对象

3.对于同步同步方法块，锁的是{}配置的对象。

锁的升级与对比：为了减少锁申请和释放带来的性能消耗，引入了“偏向锁”“轻量级锁”。

锁一共有四种状态：无锁状态，偏向锁状态，轻量级锁状态，重量级锁状态。

锁可以升级但是不能降级。

偏向锁：由于大多数情况下锁其实不具有竞争状态，所以出现了该锁，基本的思想是：当一个线程访问一个同步块并且获取锁时，会在对象头和帧栈中的锁记录里存储锁偏向的线程ID，以后该线程在进入和退出该同步块时，不需要用CAS来加锁和解锁，只需要简单测试一下对象头里的MarkWord里是否存了指向当前线程的偏向锁，要是有，表示已经获得锁；

偏向锁的撤销，使用了一种等到有竞争才释放的机制，也就是说，当其他线程请求的时候才会释放。同时释放的时候需要等到安全点，即在这个点上没有正在执行字节码。偏向锁是自动开启的，要实现两关闭，则通过-XX:BiasedLockingStartupDelay=0来设置。设置之后就默认进入轻量级锁。

锁的优缺点：

锁	优点	缺点	适用场景
偏向锁	加锁和解锁不需要额外的开销，和执行费同步方法只有纳秒级的差别。	若线程之间存在锁竞争，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的场景。
轻量级锁	竞争的线程不会阻塞，提高了程序的响速度	如果始终得不到锁竞争的线程会陷入自旋，会消耗CPU	追求响应时间同步块执行速度非常快
重量级锁	线程竞争不会自旋	线程阻塞，响应时间慢	追求吞吐量同步块执行速度较长