Java并发编程背景

1. 并发编程背景及目的 ： 

     1.1 背景 ：科技发展日新月异，计算机也已发展出多cpu、多核的高计算能力的硬件，一个cpu甚至可以达到8个内核。为了将计算机的这种多核多cpu计算能力发挥到极致，以提升性能，催生了并发编程的趋势。

     1.2 目的 ： 

        1.2.1 充分利用多cpu多核的计算机计算能力

        1.2.2 编发编程可以用于业务拆分，提升业务应用性能

2. 并发编程缺点 ： 

  2.1 频繁的上下文切换，带来的性能损耗

      2.1.1 同一个cpu下的多线程是通过cpu对时间片的不断切换实现，由于cpu切换较快，让我们觉得线程都是同时执行的。实际多线程同时执行一定是发生在多cpu调度下。cpu每次切换线程时需要将当前线程的状态保存起来，以便能够对之前的线程进行恢复，而这个切换是很损耗性能的，过于频繁则无法更好的发挥多线程的优势。

      目前减小剩下文频繁切换的主要策略 ： 

• 无锁并发编程：可以参照concurrentHashMap锁分段的思想，不同的线程处理不同段的数据，这样在多线程竞争的条件下，可以减少上下文切换的时间。

• CAS算法，利用Atomic下使用CAS算法来更新数据，使用了乐观锁，可以有效的减少一部分不必要的锁竞争带来的上下文切换

• 使用最少线程：避免创建不需要的线程，比如任务很少，但是创建了很多的线程，这样会造成大量的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

  2.2  临界资源的线程安全问题

•        临界资源的多线程竞争访问如果不做并发控制，会造成不可预期的结果。另外多线程的竞争会造成程序死锁，从而导致系统功能的不可用。  

3. 基础概念

3.1 同步VS异步

同步和异步通常用来形容一次方法调用。同步方法调用一开始，调用者必须等待被调用的方法结束后，调用者后面的代码才能执行。而异步调用，指的是，调用者不用管被调用方法是否完成，都会继续执行后面的代码，当被调用的方法完成后会通知调用者。比如，在超时购物，如果一件物品没了，你得等仓库人员跟你调货，直到仓库人员跟你把货物送过来，你才能继续去收银台付款，这就类似同步调用。而异步调用了，就像网购，你在网上付款下单后，什么事就不用管了，该干嘛就干嘛去了，当货物到达后你收到通知去取就好。

3.2 并发与并行

并发和并行是十分容易混淆的概念。并发指的是多个任务交替进行，而并行则是指真正意义上的“同时进行”。实际上，如果系统内只有一个CPU，而使用多线程时，那么真实系统环境下不能并行，只能通过切换时间片的方式交替进行，而成为并发执行任务。真正的并行也只能出现在拥有多个CPU的系统中。

3.3 阻塞和非阻塞

阻塞和非阻塞通常用来形容多线程间的相互影响，比如一个线程占有了临界区资源，那么其他线程需要这个资源就必须进行等待该资源的释放，会导致等待的线程挂起，这种情况就是阻塞，而非阻塞就恰好相反，它强调没有一个线程可以阻塞其他线程，所有的线程都会尝试地往前运行。

3.4 临界区

临界区用来表示一种公共资源或者说是共享数据，可以被多个线程使用。但是每个线程使用时，一旦临界区资源被一个线程占有，那么其他线程必须等待。

以上为个人学习过程中的笔记记录，温故知新。

参考文章 ： https://github.com/CL0610/Java-concurrency/blob/master/1.%E5%B9%B6%E5%8F%91%E7%BC%96%E7%A8%8B%E7%9A%84%E4%BC%98%E7%BC%BA%E7%82%B9/%E5%B9%B6%E5%8F%91%E7%BC%96%E7%A8%8B%E7%9A%84%E4%BC%98%E7%BC%BA%E7%82%B9.md