并发编程笔记1

一、什么是上下文切换？

即使只有一个CPU核心，它也能“同时”运行多个线程。秘诀就是时间片轮转。

• CPU把时间切成很小的时间片（通常几十毫秒），分给每个线程。

• 线程A用完时间片后，CPU会保存A当前的状态（寄存器、程序计数器等），然后切换到线程B。

• 等下次再轮到A时，CPU会恢复之前保存的状态，让A继续执行。

这个“保存 → 切换 → 恢复”的过程，就叫一次上下文切换。

单次上下文切换的时间开销大约 小于1毫秒，虽然看似不大，但频繁切换累积起来就很可观了。

即使是单核处理器也支持多线程执行代码，CPU通过给每个线程分配CPU时间片来实现这个机制。时间片是CPU分配给各个线程的时间，因为时间片非常短，所以CPU通过不停地切换线程执行，让我们感觉多个线程是同时执行的，时间片一般是几十毫秒（ms）。

CPU通过时间片分配算法来循环执行任务，当前任务执行一个时间片后会切换到下一个任务。但是，在切换前会保存上一个任务的状态，以便下次切换回这个任务时，可以再加载这个任务的状态。所以任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。时间开销略小于1ms

二、单核 vs 多核：哪种场景更快？、

单核场景第一个更快（第二个有上下文切换），多核场景第二个更快

单核情况下，不管数量多大，串行一定最快，多核情况下，数量少，串行快，数量多，并行快

三、那多线程到底开多少个合适？

没有固定答案，取决于：

• 服务器配置（CPU核心数、内存）

• 任务类型（CPU密集型 vs IO密集型）

• 实际压测结果

📌 一般通过多次性能测试得出一个范围，比如：“在我们当前8核服务器上，处理这个业务时，线程数在 50~80 之间性能最佳。”
切记：永远不要回答一个固定数字，要强调“需要根据实际情况测试”。

四、什么时候该用多线程？

核心原则：当CPU浪费比例(执行时间：等待时间)严重的情况下，适合用多线程。

举个例子：

• 一个线程执行任务时，计算只占10%的时间，等待网络/磁盘占90%。

• 如果只用单线程，那90%的时间CPU都在闲着。

• 用多线程，可以在等待时切换到其他线程干活，提高CPU利用率。

✅ 结论：执行时间 / 等待时间 比值越低，越适合用多线程。

五、上下文切换次数怎么测？

六、如何减少上下文切换？

通常来说，性能最佳是指线程数量合适以及上下文切换合适

七、加锁相关知识点

要点	说明
锁只能锁引用类型	不能锁基本类型（如 int、boolean）
sleep() 会让出CPU	但不会释放锁，其他线程依然无法进入同步块
加锁失败进入阻塞队列	进入阻塞状态后，不会被OS调度选中，直到锁被释放

八、如何避免死锁？