Java并发编程

1. 并发编程，由于线程创建和上下文切换开销，可能会比串行执行还要慢。

2. 减少上下文切换的方法有无锁并发编程、CAS算法、使用最少线程和使用协程。

• 无锁并发编程。多线程竞争锁时,会引起上下文切换,所以多线程处理数据时,可以用一些办法来避免使用锁,如将数据的ID按照Hash算法取模分段,不同的线程处理不同段的数据。
• CAS算法。Java的Atomic包使用CAS算法来更新数据,而不需要加锁。
• 使用最少线程。避免创建不需要的线程,比如任务很少,但是创建了很多线程来处理,这样会造成大量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。

3. 避免死锁的几个常见方法

• 避免一个线程同时获取多个锁。
• 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)来替代使用内部锁机制。
• 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。

4. volatile的应用

在多线程并发编程中synchronized和volatile都扮演着重要的角色,volatile是轻量级的synchronized,它在多处理器开发中保证了共享变量的“可见性”。可见性的意思是当一个线程修改一个共享变量时,另外一个线程能读到这个修改的值。如果volatile变量修饰符使用恰当的话,它比synchronized的使用和执行成本更低,因为它不会引起线程上下文的切换和调度。本文将深入分析在硬件层面上Intel处理器是如何实现volatile的,通过深入分析帮助我们正确地使用volatile变量。

Java语言规范第3版中对volatile的定义如下:Java编程语言允许线程访问共享变量,为了确保共享变量能被准确和一致地更新,线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile,在某些情况下比锁要更加方便。如果一个字段被声明成volatile,Java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。

5. Java中的每一个对象都可以作为锁。具体表现为以下3种形式。

• 对于普通同步方法,锁是当前实例对象。
• 对于静态同步方法,锁是当前类的Class对象。
• 对于同步方法块,锁是Synchonized括号里配置的对象。

6. synchronized用的锁是存在Java对象头里的。

如果对象是数组类型,则虚拟机用3个字宽(Word)存储对象头,如果对象是非数组类型,则用2字宽存储对象头。在32位虚拟机中,1字宽等于4字节

7 .锁的升级与对比

Java SE 1.6为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗,引入了“偏向锁”和“轻量级锁”,在Java SE 1.6中,锁一共有4种状态,级别从低到高依次是:无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态,这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级,意味着偏向锁升级成轻量级锁后不能降级成偏向锁。这种锁升级却不能降级的策略,目的是为了提高获得锁和释放锁的效率,下文会详细分析。