摘要:因此将变量存放于独立的缓存行中,也有助于变量在多线程访问是的性能提升实战高并发程序设计,大量的高并发库都会采用这种技术。
在Java程序中,多线程几乎已经无处不在。与单线程相比,多线程程序的设计和实现略微困难,但通过多线程,我们却可以获得多核CPU带来的性能飞跃,从这个角度说,多线程是一种值得尝试的技术。那么如何写出高效的多线程程序呢?
有关多线程的误区:线程越多,性能越好
不少初学者可能认为,线程数量越多,那么性能应该越好。因为程序给我们的直观感受总是这样。一个两个线程可能跑的很难,线程一多可能就快了。但事实并非如此。因为一个物理CPU一次只能执行一个线程,多个线程则意味着必须进行线程的上下文切换,而这个代价是很高的。因此,线程数量必须适量,最好的情况应该是N个CPU使用N个线程,并且让每个CPU的占有率都达到100%,这种情况下,系统的吞吐量才发挥到极致。但现实中,不太可能让单线程独占CPU达到100%,一个普遍的愿意是因为IO操作,无论是磁盘IO还是网络IO都是很慢的。线程在执行中会等待,因此效率就下来了。这也就是为什么在一个物理核上执行多个线程会感觉效率高了,对于程序调度来说,一个线程等待时,也正是其它线程执行的大好机会,因此,CPU资源得到了充分的利用。
尽可能不要挂起线程
多线程程序免不了要同步,最直接的方法就是使用锁。每次只允许一个线程进入临界区,让其它相关线程等待。等待有2种,一种是直接使用操作系统指令挂起线程,另外一种是自旋等待。在操作系统直接挂起,是一种简单粗暴的实现,性能较差,不太适用于高并发的场景,因为随之而来的问题就是大量的线程上下文切换。如果可以,尝试一下进行有限的自旋等待,等待不成功再去挂起线程也不迟。这样很有可能可以避免一些无谓的开销。JDK中ConcurrentHashMap的实现里就有一些自旋等待的实现。此外Java虚拟机层面,对synchronized关键字也有自旋等待的优化。
善用“无锁”
阻塞线程会带来性能开销,因此,一种提供性能的方案就是使用无锁的CAS操作。JDK中的原子类,如AtomicInteger正是使用了这种方案。在高并发环境中,冲突较多的情况下,它们的性能远远好于传统的锁操作(《实战Java高并发程序设计》 P158)。
处理好“伪共享”问题
大家知道,CPU有一个高速缓存Cache。在Cache中,读写数据的最小单位是缓存行,如果2个变量存在一个缓存行中,那么在多线程访问中,可能会相互影响彼此的性能。因此将变量存放于独立的缓存行中,也有助于变量在多线程访问是的性能提升(《实战Java高并发程序设计》 P200),大量的高并发库都会采用这种技术。
文章版权归作者所有,未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为,您可以联系管理员删除。
转载请注明本文地址:https://www.ucloud.cn/yun/65379.html
摘要:阿姆达尔定律定律是计算机科学中非常重要的定律。它定义了串行系统并行化后的加速比的计算公式和理论上线。需要从根本上修改程序的串行行为,提高系统内可并行化的模块比重,在此基础上,合理增加并行处理器数量,才能以最小的投入,得到最大的加速比。 有关为什么要使用并行程序的问题前面已经进行了简单的探讨。总的来说,最重要的应该是处于两个目的。 第一,为了获得更好的性能; 第二,由于业务模型的需要,确...
摘要:系统级线程核心级线程由操作系统内核进行管理。值得注意的是多线程的存在,不是提高程序的执行速度。实现多线程上面说了一大堆基础,理解完的话。虚拟机的启动是单线程的还是多线程的是多线程的。 前言 之前花了一个星期回顾了Java集合: Collection总览 List集合就这么简单【源码剖析】 Map集合、散列表、红黑树介绍 HashMap就是这么简单【源码剖析】 LinkedHashMa...
摘要:前言谈到并行,我们可能最先想到的是线程,多个线程一起运行,来提高我们系统的整体处理速度为什么使用多个线程就能提高处理速度,因为现在计算机普遍都是多核处理器,我们需要充分利用资源如果站的更高一点来看,我们每台机器都可以是一个处理节点,多台机器 前言 谈到并行,我们可能最先想到的是线程,多个线程一起运行,来提高我们系统的整体处理速度;为什么使用多个线程就能提高处理速度,因为现在计算机普遍都...
摘要:虚拟机所处的区域,则表示它是属于新生代收集器还是老年代收集器。虚拟机总共运行了分钟,其中垃圾收集花掉分钟,那么吞吐量就是。收集器线程所占用的数量为。 本文主要从GC(垃圾回收)的角度试着对jvm中的内存分配策略与相应的垃圾收集器做一个介绍。 注:还是老规矩,本着能画图就不BB原则,尽量将各知识点通过思维导图或者其他模型图的方式进行说明。文字仅记录额外的思考与心得,以及其他特殊情况 内存...
摘要:串行与并行可以分为串行与并行两种,串行流和并行流差别就是单线程和多线程的执行。返回串行流返回并行流和方法返回的都是类型的对象,说明它们在功能的使用上是没差别的。唯一的差别就是单线程和多线程的执行。 Stream是什么 Stream是Java8中新加入的api,更准确的说: Java 8 中的 Stream 是对集合(Collection)对象功能的增强,它专注于对集合对象进行各种非常便...
阅读 802·2021-09-07 09:58
阅读 2661·2021-08-31 09:42
阅读 2842·2019-08-30 14:18
阅读 3069·2019-08-30 14:08
阅读 1820·2019-08-30 12:57
阅读 2743·2019-08-26 13:31
阅读 1254·2019-08-26 11:58
阅读 1038·2019-08-23 18:06