并发编程挑战及解决方案(一)

并发编程挑战及解决方案(一),第1张

为什么需要并发编程

让程序运行更快,但不是线程越多,程序运行越快。

挑战

接下来讲讲并发编程的挑战

上下文切换的挑战

单核处理器也可以支持多线程执行代码,cput通过给每个线程分配CPU时间片来实现。当前任务执行一个时间片后会切换到下一个任务,但是切换前会保存上一个任务的状态,方便下次切换回这个状态。任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。
上下回切换带来性能消耗,所以尽量减少上下文切换

如何减少上下文切换
  • 无锁并发编程。多线程争夺锁会造成上下文切换,所以可采取避免锁的方式。如将数据ID按照hash算法取模,不同线程处理不同段的数据
  • CAS算法。Java的Atomic包使用此算法更新数据,不需要加锁
  • 使用最小线程。避免创建不需要的线程,表面大量线程处于等待状态
  • 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的切换
死锁的挑战

锁是个非常有用的工具,但是产生死锁,会造成系统功能不可用

如何避免死锁
  • 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几个资源,尽量保证每个锁只占用一个资源
  • 尝试使用定时锁,来替代使用内部锁机制
  • 对于数据锁,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
资源限制的挑战

是指在并发编程时,程序的执行速度受限于计算机硬件资源或软件资源。比如硬件资源有带宽的上传下载速度,磁盘读写速度和CPU速度。软件资源限制有数据库的连接数和socket连接数

如何避免资源限制
  • 避免将串行代码并发执行
  • 考虑使用集群并发执行程序
  • 让程序在多机上执行
  • 不同的机器处理不同的数据
  • 考虑资源池,复用资源
  • 根据不同资源限制调整并发度

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原文地址: http://outofmemory.cn/langs/758124.html

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