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[计算机软件及应用]线程知识

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线程本地存储(ThreadLocalStorage,TLS)分析与使用

原文：线程本地存储(ThreadLocalStorage,TLS)分析与使用

线程本地存储

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线程并发包util.concurrent的研究(二)

原文：线程并发包util.concurrent的研究(二)java/j-jtp11234/">/developerWorks/cn/java/j-jtp11234/1.新原子类诞生之前的黑暗时代：在 JSDK 1.5 之前，如果不使用本机代码，就不能用 Java 语言编写无等待、无锁定的算法。在 java.util.concurrent 中添加原子变量类之后，这种情况发生了变化。请跟随并行专家 Brian Goetz 一起，了解这些新类如何使用 Java 语言开发高度可伸缩的无阻塞算法。您可以在本文的javas cript:void forumWindow()" xmlns:xsi="/2001/XMLSchema-instance">论坛中与作者或其他读者共享您对本文的看法。(也可以通过单击文章顶部或者底部的讨论链接来访问讨论。)

十五年前，多处理器系统是高度专用系统，要花费数十万美元(大多数具有两个到四个处理器)。现在，多处理器系统很便宜，而且数量很多，几乎每个主要微处理器都内置了多处理支持

，其中许多系统支持数十个或数百个处理器。

要使用多处理器系统的功能，通常需要使用多线程构造应用程序。但是正如任何编写并发应用程序的人可以告诉你的那样，要获得好的硬件利用率，只是简单地在多个线程中分割工作是不够的，还必须确保线程确实大部分时间都在工作，而不是在等待更多的工作，或等待锁定共享数据结构。

问题：线程之间的协调如果线程之间不需要协调，那么几乎没有任务可以真正地并行。以线程池为例，其中执行的任务通常相互独立。如果线程池利用公共工作队列，则从工作队列中删除元素或向工作队列添加元素的过程必须是线程安全的，并且这意味着要协调对头、尾或节点间链接指针所进行的访问。正是这种协调导致了所有问题。

标准方法：锁定在 Java 语言中，协调对共享字段的访问的传统方法是使用同步，确保完成对共享字段的所有访问，同时具有适当的锁定。通过同步，可以确定(假设类编写正确)具有保护一组给定变量的锁定的所有线程都将拥有对这些变量的独占访问权，并且以后其他线程获得该锁定时，将可以看到对这些变量进行的更改。弊端是如果锁定竞争太厉害(线程常常在其他线程具有锁定时要求获得该锁定)，会损害吞吐量，因为竞争的同步非常昂贵。(Public Service Announcement：对于现代 JVM 而言，无竞争的同步现在非常便宜。

基于锁定的算法的另一个问题是：如果延迟具有锁定的线程(因为页面错误、计划延迟或其他意料之外的延迟)，则没有要求获得该锁定的线程可以继续运行。

还可以使用可变变量来以比同步更低的成本存储共享变量，但它们有局限性。虽然可以保证其他变量可以立即看到对可变变量的写入，但无法呈现原子操作的读-修改-写顺序，这意味着(比如说)可变变量无法用来可靠地实现互斥(互斥锁定)或计数器。

使用锁定实现计数器和互斥假如开发线程安全的计数器类，那么这将暴露 get()、increment() 和 decrement() 操作。清单 1 显示了如何使用锁定(同步)实现该类的例子。注意所有方法，甚至需要同步 get()，使类成为线程安全的类，从而确保没有任何更新信息丢失，所有线程都看到计数器的最新值。

清单 1. 同步的计数器类

public class SynchronizedCounter { private int value; public synchronized int getValue() { return value; } public synchronized int increment() { return ++value; } public synchronized int decrement() { return --value; }}increment() 和 decrement() 操作是原子的读-修改-写操作，为了安全实现计数器，必须使用当前值，并为其添加一个值，或写出新值，所有这些均视为一项操作，其他线程不能打断它。否则，如果两个线程试图同时执行增加，操作的不幸交叉将导致计