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java高併發核心要點|系列1

在java高併發程式設計,有幾個很重要的內容:

1.CAS演算法

2.CPU重排序

3.快取行偽共享

我們先來說說高併發世界中的主要關鍵問題是什麼?

是資料共享。

因為多執行緒之間要共享資料,就會遇到各種問題。如下圖:

如果兩個執行緒同時寫入,那怎麼保證資料的一致性?是執行緒1先寫,還是執行緒先寫,這是個問題。那要如何解決這個問題?

答案是:加鎖。

比如,執行緒1先訪問共享資料區,那麼它就先把這塊資料區鎖起來。後面如果其他執行緒要訪問這個共享區,首先要從執行緒1這裡獲取鎖,才能進一步訪問這個共享區。這裡很好理解,

其實相當於這樣的情景,你有一個抽屜,抽屜有把鎖,這個鎖的鑰匙,在你手上,你就可以開啟抽屜,往裡面存放或拿取物件。其他人,要從這個抽屜裡存放東西,必須徵得你的同意,從你手上拿到鑰匙,然後,他才能用這把鑰匙開啟抽屜,進行存放物件的動作。如下圖:

 

 回到高併發的執行緒世界,我們知道,可以用加鎖來解決多執行緒訪問共享資料區的問題。那問題又來了,那這把鎖,先交給誰呢?怎麼解決這個問題呢?

答案是:鎖競爭。

多執行緒,如果在優先順序一樣的情況下,大家進行公平競爭?那怎麼樣才算公平競爭呢?一般情況下,我們都可以想到:先到先得。

是的,一般情況下,作業系統對執行緒競爭,都取用這個方式,這樣也符合常理。

好,執行緒1來了,獲得一把鎖,對這個共享資料區進行鎖定訪問。那別的執行緒,只等待這個執行緒“辦完事”後,釋放鎖。這些執行緒就進入等待狀態。

現在問題,又來了,如果執行緒1只是對這個共享資料區進行讀訪問,是否有必要把這個資料區全面鎖,不讓其他執行緒進行讀訪問呢?

沒有必要!

怎麼解決?

讀寫分離!

分別定義兩把鎖,一把讀鎖,一把寫鎖。寫鎖,還是對寫有獨佔權。讀鎖,就可以無限量地分發給其他多個執行緒。這樣不影響共享資料區的資料一致性。

其實,讀寫分離,是架構設計和資料庫設計中一個很重要的設計思想,也是高效能的一種設計理念。

今天,我們主要講多執行緒高併發程式設計的核心概念:執行緒鎖。

明天,我們繼續講鎖的分類。

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