1. 什么是并发编程?
所谓并发编程是指在一台处理器上“同时”处理多个任务。并发是在同一实体上的多个事件。多个事件在同一时间间隔发生。
2. 并发编程的目的?
并发编程的目标是充分的利用处理器的每一个核,以达到最高的处理性能。
- 并发编程的挑战?
并发编程的目的是为了让程序运行得更快,但是,并不是启动更多的线程就能让程序最大限度地并发执行。并发编程往往会面临上下文切换、死锁、硬件资源限制等问题
- 上下文切换
CPU通过给每个线程分配CPU时间片来实现多线程编程。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。
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。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。
多线程编程不一定会比单线程编程快,因为多线程编程存在上下文切换会耗费时间
减少上下文切换的方法
- 无锁多线程编程,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
- 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
什么是死锁?避免死锁的方法
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
避免死锁的方法:
- 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。