Java并发编程实战读书笔记——第一章 简介

第一章 简介

为什么要使用线程编写并发程序？

1. 它们能使复杂的异步代码变得更简单，从而极大地简化了复杂系统的开发。
2. 要想充分发挥多核处理器的强大计算能力。

1.1 并发简史

计算机中加入操作系统来实现同时执行多个程序，并且不同的程序都在单独的进程中运行：操作系统为各个独立的进程分配各种资源，包括内存，文件句柄以及安全证书等。如果需要的话，在不同进程之间可以通过一些粗粒度的通信机制来交换数据，包括套接字、信号处理器、共享内存、信号量以及文件。
在计算机中加入操作系统来实现同时执行多个程序的原因：

1. 资源利用率，等待IO的同时可以运行另一个程序
2. 公平性，时间分片运行方式来共享计算机资源
3. 便利性，计算多个任务时，编写多个程序，每个程序执行一个任务，并在必要时通信，这比只编写一个程序处理所有计算任务方便

串行性和异步性
线程是基本的调度单位。线程允许在同一个进程中同时存在多个程序控制流。线程会共享进程的内存句柄和文件句柄，但每个线程都有各自的程序计数器，栈以及局部变量等。

线程的优势：

1. 发挥多处理器的强大能力
   多线程程序可以通过提高处理器资源的利用率来提升系统吞吐率。
   使用多线程还有助于提高单核处理器上获得更高的吞吐率。
2. 建模的简单性
   使用线程，可以将复杂并且异步的工作流一步分解为一组简单并且同步的工作流，每个工作流在一个单独的线程中运行，并在特定的同步位置进行交互。
3. 异步事件的简化处理
   1.NPTL支持数十万个线程
   2. 非阻塞I/O，多路I/O，因为操作系统线程数量有限，Unix的select和poll等系统调用，Java类库需要获得一组实现非阻塞I/O的包(java.nio)来调用这些方法。

线程安全的问题：

1. 安全性问题，永远不发生糟糕的事情
2. 活跃性问题，某件正确的事情最终会发生
3. 性能问题：上下文切换(保存和恢复执行上下文，丢失局部性，cpu时间用在调度上)，同步机制（抑制编译器优化、使内存缓存区失效，增加共享内存总线的同步流量）

框架通过在框架中调用应用程序代码将并发性引入到程序中。在代码中将不可避免地访问应用程序状态，因此所有访问这些状态的代码路径都必须是线程安全的。