并发编程的基础知识
并发编程的优缺点
充分利用多核CPU的计算能力:通过并发编程的形式可以将多核CPU的计算能力发挥到极致,性能得到提升
方便进行业务拆分,提升系统并发能力和性能:在特殊的业务场景下,先天的就适合于并发编程。现在的系统动不动就要求百万级甚至千万级的并发量,而多线程并发编程正是开发高并发系统的基础,利用好多线程机制可以大大提高系统整体的并发能力以及性能。面对复杂业务模型,并行程序会比串行程序更适应业务需求,而并发编程更能吻合这种业务拆分 。
并发编程有什么缺点
并发编程的目的就是为了能提高程序的执行效率,提高程序运行速度,但是并发编程并不总是能提高程序运行速度的,而且并发编程可能会遇到很多问题,比如**:内存泄漏、上下文切换、线程安全、死锁**等问题。
并发编程三要素是什么?在 Java 程序中怎么保证多线程的运行
安全?
并发编程三要素(线程的安全性问题体现在):
原子性:原子,即一个不可再被分割的颗粒。原子性指的是一个或多个操作要么全部执行成功要么全部执行失败。
可见性:一个线程对共享变量的修改,另一个线程能够立刻看到。
(synchronized,volatile)
有序性:程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。(处理器可能会对指令进行重排序)
出现线程安全问题的原因:
线程切换带来的原子性问题
缓存导致的可见性问题
编译优化带来的有序性问题
解决办法:
JDK Atomic开头的原子类、synchronized、LOCK,可以解决原子性问题synchronized、volatile、LOCK,可以解决可见性问题
Happens-Before 规则可以解决有序性问题
并行和并发有什么区别?
并发:多个任务在同一个 CPU 核上,按细分的时间片轮流(交替)执行,从逻辑上来看那些任务是同时执行。
并行:单位时间内,多个处理器或多核处理器同时处理多个任务,是真正意义上的“同时进行”。
串行:有n个任务,由一个线程按顺序执行。由于任务、方法都在一个线程执行所以不存在线程不安全情况,也就不存在临界区的问题。
做一个形象的比喻:
并发 = 两个队列和一台咖啡机。
并行 = 两个队列和两台咖啡机。
串行 = 一个队列和一台咖啡机。
什么是多线程,多线程的优劣?
多线程:多线程是指程序中包含多个执行流,即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务。
多线程的好处:
可以提高 CPU 的利用率。在多线程程序中,一个线程必须等待的时候,CPU 可以运行其它的线程而不是等待,这样就大大提高了程序的效率。也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。
多线程的劣势:
线程也是程序,所以线程需要占用内存,线程越多占用内存也越多; 多线程需要协调和管理,所以需要 CPU 时间跟踪线程;
线程之间对共享资源的访问会相互影响,必须解决竞用共享资源的问题。
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