Java并发篇（1）入坑并发编程的正确姿势
随着当今CPU的高速发展，4核、8核甚至16核CPU已经面世了。在以往单核CPU的时代，每一个线程只能争抢一个CPU去获取运行的权利。在多核CPU的场景下，一个线程已经无法充分地利用多个CPU了，再者，数字化时代更加加剧了用户对应用的性能需求，传统的单线程应用已经逐渐被淘汰了， 通过多线程并发执行的形式可以将CPU的计算能力发挥到极限 ，这是为什么需要学习并发编程的一个重要原因。
并发编程也有缺点
频繁的上下文切换
即使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时间片来实现多线程并发执行。当任务A时间片执行完以后会切换到下一个任务，此时需要保存当前任务A的状态，在下一次再次轮到任务A执行的时候需要恢复这个状态， 这样的一次保存和恢复称为上下文切换。频繁的上下文切换会耗费系统大量资源！
减少上下文切换的方法有
concurrentHashMap
线程安全问题
并发编程环境下，多线程有可能带来的安全问题有：
- 线程死锁：每个线程互相等待对方释放正在占有的资源。
- 线程饥饿：线程永远无法得到CPU的时间片，永远处于等待状态。
public class DeadLockDemo {
private static String resource_a = "A";
private static String resource_b = "B";
public static void main(String[] args) {
deadLock();
}
public static void deadLock() {
Thread threadA = new Thread(()->{
synchronized (resource_a) {
System.out.println("get resource a");
try {
Thread.sleep(3000);
synchronized (resource_b) {
System.out.println("get resource b");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
Thread threadB = new Thread(()->{
synchronized (resource_b) {
System.out.println("get resource b");
synchronized (resource_a) {
System.out.println("get resource a");
}
}
});
threadA.start();
threadB.start();
}
}
复制代码
上面这段代码演示了死锁这个场景，通过 jps 查看进程号， jstack 查看应用线程状态，可以看到两个线程都在等待对方正在占有的资源，自身却不释放资源，造成永久地相互等待现象。
避免死锁的几种常见方法：
- 避免一个线程同时请求获取多个锁
- 给资源加上编号，线程只能按照编号按顺序获取锁
- 获取锁的时间加上一个 期限值 ，不要让线程永久地请求锁
- 银行家算法，在 分配锁之前判断是否会造成死锁 ，如果是则拒绝本次获取锁的请求
在学习并发编程前需要了解的概念
同步和异步
同步：方法A调用方法B后，需要等待方法B执行结束后才能继续执行方法A。
异步：方法A调用方法B后，方法A可以继续处理自己的业务逻辑，无需等待方法B执行结束。
比如，在超时购物，如果一件物品没了，你得等仓库人员跟你调货，直到仓库人员跟你把货物送过来，你才能继续去收银台付款，这就类似同步调用。而异步调用了，就像网购，你在网上付款下单后，什么事就不用管了，该干嘛就干嘛去了，当货物到达后你收到通知去取就好。
并发与并行
并发：多个线程不断地交替执行，在 同一时刻只有一个线程在执行 。
并行：真正意义上的多个线程同时执行， 多个线程分配在多个CPU上在同一时刻一起执行 。
比如，在单核CPU中，不存在并行执行线程的概念，只存在并发执行的概念。因为多个线程必须共享一个CPU，CPU不断地切换线程上下文让不同的线程执行（真的累）。在多核CPU中，多个线程都可以分配在不同的CPU上在同一时刻同时执行。
阻塞和非阻塞
阻塞：如果一个线程A占用了资源X，当线程B请求操作资源X时必须等待线程A释放资源X，等待的过程就称为阻塞。
非阻塞：和上面的例子相似，不同的是线程B请求操作资源X时不需要等待线程A释放，多个线程可以对资源X进行随意地访问。
临界区
临界区用来表示一种公共资源或者说是 共享数据 ，可以被多个线程访问。但是每个线程对临界区资源进行操作时， 一旦临界区资源被一个线程占有，那么其他线程必须等待。
例如Java中的 CopyOnWriteArrayList ，在读数据时不会对这个临界资源加锁，但是在对它添加、删除或更新数据时就会把整个集合锁住，其它线程必须等待该线程操作完后才能够访问。
正文到此结束
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