Java並發編程 01 並發注意事項__演算法

做並發編程的時候需要注意哪些事項呢。 上下文開銷

CPU的線程是通過調度演算法分配不同的時間片，當一條線程的時間片用完後，作業系統會暫停該線程，並儲存該線程相應的資訊，然後再隨機播放一條新線程去執行，這個過程就稱為“線程的環境切換”。

每次進行環境切換時都需要儲存當前線程的執行狀態，並載入新線程先前的狀態。 如果環境切換頻繁，CPU花在環境切換上的時間佔比就會上升，而真正處理任務的時間佔比就會下降。

如何減少環境切換。

減少線程的數量 。然而如果線程數量已經少於CPU核心數，每個CPU執行一條線程，照理來說CPU不需要進行環境切換了，但事實並非如此。

控制同一把鎖上的線程數量。如果多條線程共用同一把鎖，那麼當一條線程獲得鎖後，其他線程就會被阻塞；當該線程釋放鎖後，作業系統會從被阻塞的線程中選一條執行，從而又會出現環境切換。
因此，減少同一把鎖上的線程數量也能減少環境切換的次數。

採用無鎖並發編程。 如果減少同一把鎖上線程的數量就能減少環境切換的次數，那麼如果不用鎖，是否就能避免因競爭鎖而產生的環境切換呢。 需要根據以下兩種情況挑選不同的策略：

需要並發執行的任務是無狀態的：HASH分段 需要並發執行的任務是有狀態的：CAS演算法 

死結問題

當多個線程相互等待已經被對方佔用的資源時，就會產生死結。

如何避免死結。

不要在一條線程中嵌套使用多個鎖；不要在一條線程中嵌套佔用多個電腦資源；給鎖和資源加逾時時間 如果你非要在一條線程中嵌套使用多個鎖或佔用多個資源，那你需要給鎖、資源加逾時時間，從而避免無限期的等待。

通訊機制

線程之間的通訊一共有兩種方式：共用記憶體 和 訊息傳遞。

共用記憶體：這種方式有個弊端，即需要程式員來控制線程的同步，即線程的執行次序。

訊息傳遞 ：由於執行次序由並發機制完成，因此不需要程式員添加額外的同步機制，但需要聲明訊息發送和接收的代碼。

綜上所述：對於共用記憶體的通訊方式，需要進行顯示的同步，隱式的通訊； 而對於訊息傳遞的通訊方式，需要隱式的同步，顯示的通訊。

Java使用共用記憶體的方式實現多線程之間的訊息傳遞。因此，程式員需要寫額外的代碼用於線程之間的同步。

Java採用共用記憶體的方式實現訊息傳遞，而共用記憶體需要依託於同步。Java提供了synchronized、volatile關鍵字實現同步。此外volatile關鍵字還擁有一些額外的功能。